研究目的
开发一种制备结构明确的木质素表面的简易方法,并利用SF6等离子体和紫外线辐射处理促进交联,以提高稳定性并改变表面特性(如疏水性)。
研究成果
六氟化硫等离子体与紫外线辐射成功实现了木质素涂层的交联,其中六氟化硫等离子体产生超疏水表面,而紫外线则形成亲水表面。该交联工艺提升了涂层的稳定性、机械性能及耐热性,使其在防腐等应用领域具有潜在价值。
研究不足
长时间处理(如30分钟SF6等离子体)可能导致木质素降解,而紫外线处理仅局部影响表面,无法实现全厚度交联。这些方法的可扩展性和工业应用尚未经过广泛测试。
1:实验设计与方法选择:
研究采用碱法蒸煮从甘蔗渣中提取木质素,通过旋涂法在不同基底上制备涂层,并运用SF6等离子体与紫外辐射处理诱导交联。表征方法包括溶解度测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、溶胀率测试及接触角测量。
2:样本选择与数据来源:
木质素取自甘蔗渣。涂层制备于硅晶片、玻璃、纸张及AISI 1020钢基底表面。
3:实验设备与材料清单:
设备包含旋涂仪、等离子体反应器、紫外烘箱、Dektak II轮廓仪、扫描电镜(JEOL JSM 6460-LV)、原子力显微镜(WITEC Alpha 300)、傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet 6700)、X射线光电子能谱仪(Omicron Nanotechnology Escalab P)、接触角测量仪(Ramé-Hart 500)、热重分析仪(Pyris 1)及多种溶剂。材料包括丙酮、水、SF6气体及镀金层。
4:0)、傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet 6700)、X射线光电子能谱仪(Omicron Nanotechnology Escalab P)、接触角测量仪(Ramé-Hart 500)、热重分析仪(Pyris 1)及多种溶剂。材料包括丙酮、水、SF6气体及镀金层。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将木质素分散于丙酮/水溶液,旋涂于基底后经SF6等离子体处理(100W功率、2.0×10^-1 mbar压力下作用15/30分钟)或紫外辐射(使用TKL 40W/05灯管处理15/30分钟)。后续对样品进行形貌、化学组成、润湿性、热稳定性及耐溶剂性表征。
5:0×10^-1 mbar压力下作用15/30分钟)或紫外辐射(使用TKL 40W/05灯管处理15/30分钟)。后续对样品进行形貌、化学组成、润湿性、热稳定性及耐溶剂性表征。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用Casa XPS软件进行XPS峰位拟合,接触角与溶胀率等指标通过统计平均值计算。
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SEM
JSM 6460-LV
JEOL
Characterization of surface morphology
-
AFM
Alpha 300
WITEC
Investigation of surface topography and nanoindentation
-
TGA
Pyris 1
Perkin-Elmer
Thermal analysis for degradation studies
-
FTIR Spectrometer
6700
Nicolet
Chemical characterization via infrared spectroscopy
-
XPS
Escaplus P
Omicron Nanotechnology
Chemical characterization via X-ray photoelectron spectroscopy
-
Goniometer
500
Ramé-Hart
Measurement of water contact angles
-
Profilometer
Dektak II
Measurement of coating thickness
-
Plasma Reactor
Homemade
SF6 plasma treatment of samples
-
UV Oven
LABCURA
UV radiation treatment of samples
-
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