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低温等离子处理改性木质材料提高胶合强度

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2022-08-23
与其他改性手段相比,低温等离子体改性具有高效、绿色等优点,已经被广泛应用于材料表面改性和废水废气无害化处理等领域,其应用前景十分光明。利用等离子体改性技术,可以显著改善木质单板的表面特性,提高木质单板的胶合强度,以达到降低胶黏剂使用量、提升产品档次、拓宽产品用途的目的。

等离子体改性可以造成木材表面刻蚀,提高木材比表面积,促进胶黏剂在木材表面的浸润,并形成良好的胶合强度。另外,研究还表明,等离子体改性后木质单板表面出现氧化现象,胶黏剂在其表面的润湿性和渗透性得到提高,也有助于胶黏剂与木材之间形成高强度胶合。等离子体改性是实现低胶黏剂用量下,木质材料高效胶合的可能途径之一。


低温等离子体处理改性木质材料


木质材料主要由纤维素(Cellulose)、半纤维素(Hemicellulose)和木质素(Lignin)组成,其表面富含极性官能团,与常用的甲醛基合成树脂胶(如脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂等)之间能形成有效胶合。但木质材料本身也有许多不利于胶合的因素,如木质材料表面受污染后的钝化、木材内抽提物、麦秸等材料表面蜡质层的影响等。这些因素严重影响了胶黏剂在木质材料表面的润湿性,而胶黏剂在被粘接固体表面的润湿性是形成良好胶合的必要条件。因此,有必要对木质材料表面进行改性处理,以实现其与胶黏剂之间的高效胶合,这样不仅可进一步改善产品品质,也可减少胶黏剂使用量,大幅度降低生产成本,提高经济效益。

目前,针对木质材料表面改性的方法主要有机械处理法(包括表面打磨、粉碎等处理),湿热处理法、辐射处理法(包括火焰、电晕、微波、等离子体处理等)、化学处理法以及生物处理法等。这几种方法均可以有效改善木质表面的亲水性、疏水性、粘合性以及吸附性等性能。但其中大部分处理方式存在能耗较高或高污染等问题,不符合绿色、可持续的发展要求。等离子体处理具有绿色、高效、无污染等特点,十分适合木质表面处理,且具有较大的工业化应用潜力。

等离子体处理会导致木质单板表面氧化,同时刻蚀木质单板表面。等离子体处理后可将羰基、羧基等含氧官能团接枝到单板表面。由于氧的电负性,这些官能团是极性的,从而提高了木质单板表面的极性,胶黏剂的润湿性可以得到相应的改善。等离子体处理由于具有较高的能量,也可以促进纤维素、木质素等大分子的氧化,并刻蚀单板表面。随着刻蚀的产生,木质单板与胶黏剂接触面积增大,也改善了胶黏剂的润湿性。

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