[发明专利]一种对环境响应的木材表面润湿性转换的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料表面润湿性转换的制备方法。

背景技术

木材是一种天然的可再生能源，其易加工性、强重比高、热绝缘性、可再生性等优良特性，从而广泛地应用于人们生活的各个领域。但木材同时具有其固有的缺陷，如易吸湿变形、易发霉、易被腐蚀和虫蛀、易光变色等，限制了它的应用范围。为了延长其使用寿命，扩大其使用范围，对木材进行仿生功能性改良。纳米科学与技术是科技发展的一个新领域。纳米材料具有量子效应、小尺寸效应、表面效应和分形集聚特性等，表现出许多特有的性质，可以用于光电磁敏感和催化等领域。其中，纳米二氧化钛无毒，性能稳定，热稳定性高，具有抗化学和光腐蚀、光催化活性高等特点，是当前纳米材料科学研究的重点和热点。近年来，众多学者对二氧化钛表面的润湿性转换开展大量的研究，并发现其具有光响应、热响应、pH响应等智能性，已广泛用于防雾、自清洁玻璃、纺织品等领域。

但现有木材表面润湿性存在不能实现亲疏水可逆转换，不能对外界环境条件的变化作出应答的问题。

发明内容

本发明是要解决现有木材表面润湿性存在不能实现亲疏水可逆转换，不能对外界环境条件的变化作出应答的问题，而提供了一种对环境响应的木材表面润湿性转换的制备方法。

一种对环境响应的木材表面润湿性转换的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、在室温及功率为5W～100W下，将硼酸、氟钛酸铵和蒸馏水混合，并磁力搅拌25min～35min，得到混合液，再向混合液中滴加质量百分数为1%～20%的盐酸溶液调节pH至1～7或滴加质量百分数为1%～20%的氢氧化钠水溶液调节pH至7～14，得到调节pH后的混合液；

所述的混合液中硼酸的浓度为1mol/L～10mol/L；所述的混合液中氟钛酸铵的浓度为1mol/L～10mol/L；

二、将木材清洗并烘干，得到清洗烘干后的木材，然后将清洗烘干后的木材放置在调节pH后的混合液中，并在温度为70℃～150℃下反应1h～24h，得到反应后的木材；

三、用去离子水清洗反应后的木材，并在温度为40℃～80℃下干燥8h～24h，即得到表面具有不同润湿性的木材。

本发明的有益效果是：本发明制备的木材表面润湿性对所处溶液的酸碱度具有响应性，能够有效地实现亲疏水可逆转换，形成智能“开关”，使得木材可对外界环境条件的变化作出应答，具有自清洁功能。

本发明用于一种对环境响应的木材表面润湿性转换的制备方法。

附图说明

图1是实施例一所制备的pH为1的TiO₂/木材结构的接触角测试图；

图2是实施例二所制备的pH为13的TiO₂/木材结构的接触角测试图；

图3是实施例三所制备的pH为2的TiO₂/木材结构的接触角测试图；

图4是实施例四所制备的pH为14的TiO₂/木材结构的接触角测试图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式所述的一种对环境响应的木材表面润湿性转换的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、在室温及功率为5W～100W下，将硼酸、氟钛酸铵和蒸馏水混合，并磁力搅拌25min～35min，得到混合液，再向混合液中滴加质量百分数为1%～20%的盐酸溶液调节pH至1～7或滴加质量百分数为1%～20%的氢氧化钠水溶液调节pH至7～14，得到调节pH后的混合液；

所述的混合液中硼酸的浓度为1mol/L～10mol/L；所述的混合液中氟钛酸铵的浓度为1mol/L～10mol/L；

二、将木材清洗并烘干，得到清洗烘干后的木材，然后将清洗烘干后的木材放置在调节pH后的混合液中，并在温度为70℃～150℃下反应1h～24h，得到反应后的木材；

三、用去离子水清洗反应后的木材，并在温度为40℃～80℃下干燥8h～24h，即得到表面具有不同润湿性的木材。

本实施方式的有益效果是：本实施方式制备的木材表面润湿性对所处溶液的酸碱度具有响应性，能够有效地实现亲疏水可逆转换，形成智能“开关”，使得木材可对外界环境条件的变化作出应答，具有自清洁功能。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述的混合液中硼酸的浓度为1mol/L～9mol/L。其它与具体实施方式一相同。