木材浸润性

表面润湿性国外研究
Nguyen (1979)测定抽提前后花旗松和红松木材润湿性的变化， 得出这两种木材经抽提处理后其接触角降低，即润湿性得到改 善。
Felix等(1991)研究了用MAPP (maleated polypropylene)处理 的木纤维的润湿性能。研究认为用MAPP改性的木纤维的静态接 触角在130-140°之间。抽提与否没有显著差异。
表面润湿性国外研究
对于木材表面润湿性的研究，国外学者始于60年代。 1962年，Bodig研究菲律宾5种木材的润湿性与胶合性的关系时发现:
砂磨的木材表面显示出较好的润湿性。 1962年，Gray指出:随着老化时间延长，木材表面润湿性降低，这意
味着木材表面自由能随着表面老化而发生变化。 Herczeg (1965) 通过对北美木材浸润性的研究，发现当新鲜木材放
浸润的三个过程
从微观的角度来看，浸 润是一种界面现象，是指 在固体表面液体取代气体 的过程。液体在固体表面 的浸润现象可分为沾湿、 浸湿和铺展三种情况。润 湿方式或过程不同，润湿 的难易程度和润湿的条件 亦不同。
沾湿过程是将气液界面与气
固界面变为固液界面的过程。沾
湿的实质是液体在固体表面上的
粘附。因此，不管对什么液体和
二、润湿的概念及研究内容
润湿性能是一种反映浸润过程能力的指标，它表征某些 液体(水、胶粘剂、油漆涂料、交联剂、氧化剂、防水剂、 染色剂及各种改性用处理溶液等)与固体材料表面接触时， 在表面上润湿、扩散和渗透的难易程度和效果，是进行复 合材料研究的一种重要的界面特性.
一般常采用接触角和木材表面能量参数—表面自由能来 研究不同木材的润湿性，并分析其影响因素。
表面自由能。
（三）接触角的测量
接触角 的测定有很多种， 如倾板法、光反射 法、小液滴法、垂 片法、表面张力法 和毛细管法等等。 在研究木材的浸润 时，一般所用的方 法有小液滴法、 Wilhelmy法等。
小液滴的形状可 看成是球体的一部 分，其侧面剖面如 图所示，由平面几 何学的知识可得公 式：
小液滴法测量接触角示意图
固体，沾湿过程总是可自发进行
的。
浸湿过程是将固体浸入液体
中，使固体表面气体均为液体所
置换。浸湿过程与粘湿过程不同，
它是在一定条件下，即固体的表
面自由能比固液界面自由能大时，
才能自行发生的。
铺展过程是固液界面取代气
固界面的过程，同时还扩大了气
液界面。在一定的温度压力下，
只要液体足量，就会连续地从固
体表面上取代气体，自动铺满固
漆酶处理对木材表面浸润性能的影响
A空白
B水处理
C漆酶液处理
D失活漆酶处理
通过对漆酶处理前后及失活漆酶和水处理的木材样品的理 化性能进行分析，结果表明漆酶处理后木材表面壳状覆盖 层明显松散且部分被除去，形成孔洞结构，且表面润湿性 显著提高。
速生杨木材的动态润湿性能---周兆兵，南京林业大学 （2008年）根据木质材料的结构与性能特点, 建立了描述 其表面动态润湿性能的数学模型, 在模型中提出了用衰减 系数K 来评价材料的润湿性能。并运用该模型研究了杨木 表面脲醛树脂和酚醛树脂2种胶黏剂的动态润湿性能, 用 脲醛树脂胶研究同一年轮内早材和晚材的润湿性; 与PF相 比, UF在杨木表面的润湿性能较好; 与晚材相比, 早材的 润湿性能较好。
表面润湿性国内研究
落叶松、桦木和柞木木材表面的润湿性---程瑞香，顾继友,东北林业大学 （2002年）测定了水和水性高分子异氛酸酣的主剂对落叶松、桦木和柞木表面 的接触角。
结果表明:水和水性高分子异氰酸酯的主剂对桦木的接触角最大，同时计算得 的桦木表面的自由能最低，说明在这3种木材当中，桦木的润湿性最差。通过柞木 和落叶松的接触角的测定和表面自由能的计算可以看出:柞木和落叶松木材的表面 润湿性相差不是很大，落叶松比柞木的润湿性稍好一些。对落叶松、桦木和柞木 木材的径切面的胶合性能进行了研究，结果表明:柞木的常态压缩剪切胶合强度比 择木的略大一些，3种木材当中落叶松的常态压缩剪切胶合强度最低。
体表面。
（一）接触角及其测量
接触角示意图
将少量液体滴加到固体表面 上，当液滴与固体表面接触 时，若不铺展，则将形成一 平衡液滴，如图所示，其形 状由固液气三相交界处任意 两相间之夹角所决定，规定 在三相交界处自固液界面经 液滴内部至气液界面之夹角 为接触角，通常用θ来表达。
杨氏公式
Young在1805年在研究表 面张力和毛细现象时通过 大量的实验发现，当三相 平衡时，设δgs、 δgl及 δls分别代表气一固，气一 液及液一固相界面间的界 面张力，δgs、δgl及δls同 时作用于0点，若要使得0 点保持平衡，必须使界面 作用的力相互抵消，即:
(二)表面自由能
固体临界表 面张力和液 体的表面张 力之间有如 下关系式:
式中:γc为临界表面张力， θ为液体在固体表面的接 触角，γLA为液汽表面张力。
当θ =0时，cos θ =1,此时 γc -γLA。即固体的表面自 由能与液体的临界表面张
力在数值上非常接近，因
此，可以通过测量临界表
面张力数值来估算固体的
漆酶处理对木材表面浸润性能的影响 （ 2012年）
漆酶是一种含四个铜离子的多酚氧化酶 （polyphenoloxidase），广泛存在于担子 菌、半知菌和子囊菌中。
研究发现在氧气存在的条件下漆酶能够催 化酚羟基进行单电子氧化还原反应，产生 酚氧自由基和水，酚氧自由基进一步发生 聚合反应从而使木材纤维间产生胶合作用。
高温热处理对松木颜色和润湿性的影响规律--李贤军，中 南林业科技大学(2011年)研究表明随着处理温度和时间的 增加，木材表而与液滴接触角整体呈现出增加趋势，润湿 性降低。
杉木木材表面润湿性的评价---李荣荣,南京林业人学 （2013年）为了优化集成材胶合工艺，以小径级杉木为研 究对象，通过侧量豚醛胶与聚氨醋胶在杉木试样表面的接 触角，对杉木径切面、弦切面、心边材及不同粗糙度表面 的润湿性进行了侧评。结果表明:杉木径切面的润湿性优 于弦切面，边材润湿性优于心材，并且表面润湿性随粗糙 度的增加而提高。建议杉木集成材胶合时，尽量选择径切 面作为胶合面，并适当增加胶合面的表面粗糙度。
δgs =δls+δgl* cos θ
接触角与润湿的关系
接触角θ是实验上可测定的一个量，它与各 界面张力的相对大小有关。
当δgs > δls , θ <90°时，这时候液体可 以润湿固体，称为可润湿;
θ越小，润湿性能越好，θ =0 °时，称之为 完全润湿;
当δgs < δls, θ >90 ° ，称为部分润湿; 当 θ =180 ° ，称为完全不润湿。
木材表面浸润性
目录
一、研究目的和意义 二、润湿的概念及研究内容 三、木材及木质材料的浸润 四、木材及木质材料动态润
在进行木材的功能性改良过程中，通常采用对木材进行防水、防 腐、阻燃、涂饰、贴面等处理，以改善木材的缺点，进一步扩大木 材的使用范围，并能起到延长木材使用寿命的作用。因此，研究液 体(如防水剂、阻燃剂、防腐剂、胶粘剂与涂料等)在木材表面的渗 透或浸润能力，有利于选择合适的化学药剂对木材进行加工处理。
Matuana等(1998) 用四种不同耦合剂处理木单板，然后研究了 改性木单板试样的润湿性。基于暴露时间和接触角的关系，改 性试样的浸润行为显示偶联剂处理有助于提高界面的相容性。
Lu等(2002〕研究了maleation对木塑复合材料中聚合物的吸附 必和固定、木材表面浸润性以及界面胶合强度的影响。用两种 MAPP处理的单板试样表现出了不同的浸润行为。结论为改性木 材试样的浸润性主要受偶联剂的酸度、自由MA基团的数量以及 表面极性的影响。
或
只要测出小液滴的高度h和液滴与 固体接触的圆半径r，就可以计算出接触角
三、木材及木质材料的浸润
木材及木质材料的润湿性能是一种反映浸润过程能力的指标， 它表征某些液体(水、胶粘剂、油漆涂料、交联剂、氧化剂、防 水剂、染色剂及各种改性用处理溶液等)与木材或木质复合材料 表面接触时，在表面上润湿、扩散和渗透的难易程度和效果，是 进行木质复合材料研究的一种重要的界面特性。无论是实木涂饰、 贴面，还是木材单复合，其表面润湿性的好坏直接影响着产品的 最终质量和使用寿命。
木塑复合材料的表面润湿性研究---许民,东北林业人学,(2007)
热塑性聚合物之间的熔融共混改性和木材纤维与热塑性聚合物之间的复合， 加入偶联剂均可提高复合材料的润湿性，对材料的相容有利;在偶联剂加入量相同 的情况下，增加木材纤维的用量可以加速材料的润湿速度，有利于提高材料的润 湿性;在热塑性聚合物用量一定的前提下，改变加入的增强材料的形状，对材料润 湿有影响，木材纤维可以提高复合材料的润湿性。
另一方面，在材料复合化己成为当代材料科学发展的前沿的今天， 木质复合材料应该说是木材科学与技术领域发展的一条重要途径， 己形成市场需求缺口。
木质复合材料材料是以木质单元(如纤维、刨花、单板条等)为基础， 加入胶粘剂和塑料、合成纤维和无机材料等添加剂在外力的作用 (如压力、温度)下加工而成。在使用过程中，为满足不同的需求应 选择合适的胶粘剂。因此，研究木材与胶粘剂粘结界面的特性对于 选择合适的胶粘剂体系，提高产品的性能有着重要的意义。
置了45小时后，其接触角从40. 8°增加至77. 2°。 1972年，Hse的研究证实接触角与胶合质量成正相关，也得出了早材
的接触角比晚材小，说明一早材比晚材容易润湿。 Young (1976) 运用Wilhelmy技术研究了用苯乙烯和丙烯睛单体嫁接
的木浆纤维的润湿性，改性木纤维表现出不同的浸润特性。和未处理 的木纤维，丙烯睛单体嫁接的木纤维的浸润行为基本相似，而苯乙烯 单体嫁接的木纤维的浸润行为较差(即静态接触角较大，表面自由能 较低)。
5种实木复合地板木材表面润湿性研究 ---赵明(2009年)