等離子體處理對(duì)木材表面潤(rùn)濕性能的影響

木材的潤(rùn)濕性是表征某些液體 (水、膠黏劑、氧化劑和交聯(lián)劑等) 與木材接觸時(shí), 在木材表面上潤(rùn)濕、擴(kuò)散及黏附的難易程度和效果, 是進(jìn)行木材改性與復(fù)合研究的一種重要的界面特性表征技術(shù), 對(duì)木材界面膠接、表面涂飾和各種改性處理工藝極為重要  。木材是一種天然的高分子聚合物, 既具有生物學(xué)特征, 也具有物理化學(xué)特征, 同時(shí)又是一種不均勻的各向異性材料, 其表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成影響著膠合性能, 進(jìn)而影響木材的總體性能, 如強(qiáng)度、韌性、耐久性等  。改善木材表面潤(rùn)濕性是增強(qiáng)木材表面膠合性能的關(guān)鍵 。冷等離子體是低氣壓放電產(chǎn)生的電離氣體  , 含有原子、分子、離子亞穩(wěn)態(tài)及激發(fā)態(tài), 還有電子  , 其作用于高分子材料表面會(huì)產(chǎn)生刻蝕、氧化、分解、交聯(lián)、接枝和聚合等作用, 從而改善材料的親水性、疏水性、黏接性和生物適應(yīng)性等  , 被公認(rèn)為是材料表面改性發(fā)展前景最好的方法 , 具有處理時(shí)間短、速度快、操作簡(jiǎn)單、容易控制等優(yōu)點(diǎn), 已被廣泛用于聚烯烴塑料、醫(yī)藥、陶瓷等高分子材料的表面預(yù)處理  。

高分子材料表面等離子體處理技術(shù)通常采用能量密度小于l W·cm-3的輝光放電低溫等離子體, 該能量密度不會(huì)導(dǎo)致明顯的離子注入、濺射、刻蝕或薄膜沉積, 由相互作用引起的表面原子層變化不超過(guò)幾個(gè)原子層, 因而不會(huì)破壞或改變材料的體相性質(zhì)。利用Ar、N2、H2、O2、H2O、CF4等氣體的低氣壓輝光放電等離子體進(jìn)行表面反應(yīng), 通過(guò)激發(fā)態(tài)的原子和分子、自由基和離子以及等離子體輻射紫外光的作用, 在材料表面引入特定官能團(tuán), 產(chǎn)生表面侵蝕, 形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)層或生成表面自由基, 可改變材料的黏接、潤(rùn)濕、疏水等性能  。

目前, 等離子體技術(shù)已在許多領(lǐng)域得到深入研究和廣泛應(yīng)用, 但在木材科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域其研究相對(duì)有限, 研究多集中于杉木、楊木等人工林木材或竹材、稻草秸稈板等生物質(zhì)材料  , 通過(guò)等離子體改性提高材料表面潤(rùn)濕性能和粗糙度, 并使材料表面生成大量含氧官能團(tuán)和活性基團(tuán)等, 從而改善材料膠合特性, 為復(fù)合人造板 (特別是木塑復(fù)合人造板) 、實(shí)木復(fù)合地板等材料及制品的制作提供必要技術(shù)條件。同時(shí), 為了提高珍貴木材的利用率和產(chǎn)品附加值, 通常將天然林木材刨切或旋切成0.16~0.8 mm厚的裝飾薄木, 背面貼覆增強(qiáng)材料制成柔性裝飾薄木進(jìn)行木制品表面飾面, 尤其新型塑膜增強(qiáng)柔性裝飾薄木  , 以其防水性好、不透膠、操作簡(jiǎn)便、環(huán)保性好、不含甲醛等優(yōu)點(diǎn), 具有廣闊的市場(chǎng)前景。但是, 由于塑膜和裝飾薄木為極性不同的2種高分子材料, 其界面相容性差, 膠合性能不能滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)和使用要求。根據(jù)現(xiàn)有研究, 采用等離子體處理天然林木材可作為一種提高材料潤(rùn)濕性能和膠合性能的有效途徑 。