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摘要
目的 斥油材料表面通常采用氟化合物来修饰，为了减小氟化合物对人体健康和生态环境带来的潜在危害，探索研究含氟化合物的替代品，采用无氟化合物制备防水、防油润湿和渗透的功能化竹材。方法 以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为功能化单体，将浓度为0.1mol/L的盐酸与MTMS按照体积比1∶4混合，在盛有冰浴的超声波中进行水解，将竹材试样放入水解后的溶液中浸渍5 min，取出放置30 min后在103℃条件下烘干。采用傅里叶红外光谱仪(FT–IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、场发射扫描电子显微镜(SEM)分析改性竹材的表面性能。采用接触角测量仪分析功能化竹材的润湿性，考察随着浸泡时间的延长，其吸水率和吸油率的变化规律。通过动态热机械分析仪(DMA)分析改性竹材的动态热力学性能。结果 处理后竹材表面出现了较强的Si—CH3特征吸收峰，—OH吸收峰强度与对照样相比有所减弱。采用水解时间不同的MTMS溶液浸渍处理竹材，竹材表面的Si元素含量均保持在24%左右，但C元素含量随着水解时间的增加而增加，而O元素含量则略有减小。当MTMS的水解时间由5 min延长至240 min时，改性竹材的水接触角由65.3°±2.2°增加到81.5°±0.9°，水接触角的静置稳定性随着水解时间的延长而提高。油接触角和静置稳定性受水解时间的影响较小，采用不同水解时间改性竹材样品后其油接触角为(49.0°±1.0°)～(53.1°±0.4°)，静置480 min后，其值的降幅在2.6°以内，表明改性竹材表面具有极为稳定的防油渗透性能。竹材表面形成了均匀致密的硅氧聚合物涂层，其吸水率和吸油率会随着水解时间的延长而减小。动态热机械分析结果表明，改性竹材的储能模量和耐高温性得到增强。结论 在酸性条件下将水解的MTMS溶液浸渍处理竹材后，竹材表面具有防水、防油润湿的特性，同时提高了竹材的储能模量和耐高温性能。
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