超疏水纸质材料的制备及性能研究.pdf

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1、分类号密级超疏水纸质材料的制备及性能研究研究生姓名：陈昱指导教师姓名、职称：袁志庆、教授学科专业：材料学研究方向：功能包装与印刷材料与技术湖南工业大学二零一八年六月二日分类号密级超疏水纸质材料的制备及性能研究Studyonthepreparationandpropertiesofsuperhydrophobicpapermaterials研究生姓名：陈昱指导教师姓名、职称：袁志庆、教授学科专业：材料学研究方向：功能包装与印刷材料与技术论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学二零一八年六月二日湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究

2、工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日摘要纸具有生产成本低、可生物降解、可循环回收与良好机械性能等特点，在

3、工业、农业、包装、文化及日常生活中应用广泛。然而，市场上大多数纸质材料都存在防水防污性能差的缺陷。近年来，超疏水材料由于具有优异的防水、防污、抗腐蚀、自清洁等性能而备受关注。作为应用量非常大的纸质材料，如果能将超疏水材料及技术应用在纸质材料上，将有望大幅度提高纸质材料的防水防污性能，拓宽纸质材料应用范围，提升纸质材料应用性能。本课题在总结课题组及国内外同行研究经验的基础上，对超疏水纸质材料的制备及性能进行了探索研究，主要研究内容和创新点如下：提出一种以疏水性纳米SiO2乙醇悬浮液为主要原料，采用喷涂技术制备超疏水纸张的方法，采用该方法制备出了接触角为158°的超疏水纸张。该方法具有工

4、艺简单、可大面积制备的优点。用自制抗拉强度测试仪测试了超疏水纸张与普通纸张在与水接触条件下的抗拉强度，结果表明，与普通纸张相比，在与水直接接触时，超疏水纸张的抗拉强度明显优于普通纸张；对超疏水纸张的抗污性能研究结果显示，超疏水纸张具有良好的抗污性能。以纳米SiO2、聚二甲基硅氧烷预聚体（液体PDMS）为原料配备了喷涂液，将该喷涂液喷涂在蜂窝纸板上制备出了超疏水蜂窝纸板。分别将普通蜂窝纸板与超疏水蜂窝纸板置于不同环境下，测试了两者的防水、防潮性能和平压强度。结果表明，与普通蜂窝纸板相比，超疏水蜂窝纸板具有良好的防水性能，但是防潮性能欠佳。在喷水条件下，两者都具有较高的平压强度，但是在潮

5、湿环境下，两者的平压强度都降低；清洁性测试结果表明，超疏水蜂窝纸板与普通蜂窝纸板相比，其表面更易于清洁。采用纳米CaCO3为主要原材料制备了超疏水瓦楞纸箱。对普通瓦楞纸箱与超疏水瓦楞纸箱进行浸水处理后，研究了两者的抗压强度、戳穿强度、跌落强度，结果表明，与普通瓦楞纸箱相比，超疏水瓦楞纸箱在浸水处理后仍具有较高的抗压强度、戳穿强度与跌落强度，且在墨水、水中长时间浸泡后，都不会被浸湿。关键词：超疏水，接触角，润湿性，防水性，表面IABSTRACTPaperiswidelyusedinindustry,agriculture,packaging,cultureanddailylifedue

6、toitscharacteristicsoflowproductioncost,biodegradability,recyclabilityandgoodmechanicalproperties.However,mostpapermaterialsinthemarkethavedeficiencieslikepoorwaterresistanceandanti-foulingperformance.Inrecentyears,thesuperhydrophobicmaterialhasbeengivenincreasingattentionowingtoitssuperiorprop

7、ertieslikewaterproofing,anti-fouling,anti-corrosionandself-cleaning.Basedonthelargeamountofapplicationofthepapermaterial,itwillbehopefultogreatlyimproveitswaterresistanceandanti-foulingperformancebyintroducingthesuperhydrophobicma