低溫等離子處理改性木質(zhì)材料提高膠合強度與其他改性手段相比,低溫等離子體改性具有高效、綠色等優(yōu)點,已經(jīng)被廣泛應用于材料表面改性和廢水廢氣無害化處理等領域,其應用前景十分光明。利用等離子體改性技術(shù),可以顯著改善木質(zhì)單板的表面特性,提高木質(zhì)單板的膠合強度,以達到降低膠黏劑使用量、提升產(chǎn)品檔次、拓寬產(chǎn)品用途的目的。
等離子體改性可以造成木材表面刻蝕,提高木材比表面積,促進膠黏劑在木材表面的浸潤,并形成良好的膠合強度。另外,研究還表明,等離子體改性后木質(zhì)單板表面出現(xiàn)氧化現(xiàn)象,膠黏劑在其表面的潤濕性和滲透性得到提高,也有助于膠黏劑與木材之間形成高強度膠合。等離子體改性是實現(xiàn)低膠黏劑用量下,木質(zhì)材料高效膠合的可能途徑之一。
低溫等離子體處理改性木質(zhì)材料
木質(zhì)材料主要由纖維素(Cellulose)、半纖維素(Hemicellulose)和木質(zhì)素(Lignin)組成,其表面富含極性官能團,與常用的甲醛基合成樹脂膠(如脲醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂等)之間能形成有效膠合。但木質(zhì)材料本身也有許多不利于膠合的因素,如木質(zhì)材料表面受污染后的鈍化、木材內(nèi)抽提物、麥秸等材料表面蠟質(zhì)層的影響等。這些因素嚴重影響了膠黏劑在木質(zhì)材料表面的潤濕性,而膠黏劑在被粘接固體表面的潤濕性是形成良好膠合的必要條件。因此,有必要對木質(zhì)材料表面進行改性處理,以實現(xiàn)其與膠黏劑之間的高效膠合,這樣不僅可進一步改善產(chǎn)品品質(zhì),也可減少膠黏劑使用量,大幅度降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟效益。
目前,針對木質(zhì)材料表面改性的方法主要有機械處理法(包括表面打磨、粉碎等處理),濕熱處理法、輻射處理法(包括火焰、電暈、微波、等離子體處理等)、化學處理法以及生物處理法等。這幾種方法均可以有效改善木質(zhì)表面的親水性、疏水性、粘合性以及吸附性等性能。但其中大部分處理方式存在能耗較高或高污染等問題,不符合綠色、可持續(xù)的發(fā)展要求。等離子體處理具有綠色、高效、無污染等特點,十分適合木質(zhì)表面處理,且具有較大的工業(yè)化應用潛力。
等離子體處理會導致木質(zhì)單板表面氧化,同時刻蝕木質(zhì)單板表面。等離子體處理后可將羰基、羧基等含氧官能團接枝到單板表面。由于氧的電負性,這些官能團是極性的,從而提高了木質(zhì)單板表面的極性,膠黏劑的潤濕性可以得到相應的改善。等離子體處理由于具有較高的能量,也可以促進纖維素、木質(zhì)素等大分子的氧化,并刻蝕單板表面。隨著刻蝕的產(chǎn)生,木質(zhì)單板與膠黏劑接觸面積增大,也改善了膠黏劑的潤濕性。低溫等離子處理改性木質(zhì)材料提高膠合強度00224347