等离子体刻蚀并沉积类金刚石膜制备超疏水木材

作     者：解林坤 王洪艳 代沁伶 杜官本 XIE Linkun;WANG Hongyan;DAI Qinling;DU Guanben

作者机构：西南林业大学 云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室 西南林业大学材料工程学院昆明650224 浙江省林业科学研究院杭州310023 

出 版 物：《林业工程学报》 (Journal of Forestry Engineering)

年 卷 期：2016年第1卷第5期

页      面：10-14页

学科分类：082902[工学-木材科学与技术] 07[理学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 070204[理学-等离子体物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(31260159) 云南省应用基础研究计划面上项目(2012FB166) 云南省教育厅科学研究基金重点项目(2011Z034) 

主　　题：木材表面 等离子体刻蚀 等离子体沉积 类金刚石薄膜 超疏水 

摘      要：为使木材表面具备疏水性能,采用等离子体刻蚀并沉积亲水性类金刚石(DLC)薄膜的方法对糖枫木(Acer saccharum)进行表面改性研究,通过扫描电子显微镜(SEM)、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)、接触角测量仪、椭圆偏振光谱仪、X-射线光电子能谱仪(XPS),分析和表征了处理前后木材表面的微观形貌、粗糙度、润湿性能、沉积薄膜的厚度及元素组成和化学状态。结果表明:刻蚀时间小于30 min时,木材表面的平均粗糙度、均方根光洁度和高低差均随着刻蚀时间的延长逐渐增大;当刻蚀时间延长至45 min时,表面的粗糙度略有减小。木材表面的接触角随着刻蚀时间的延长先增大后减小,当刻蚀30 min并沉积DLC薄膜1.5 min时,接触角最大可达157.2°;而延长刻蚀时间至45 min时,其接触角为152.3°。相同的刻蚀时间下,木材表面的接触角随着DLC薄膜沉积时间的延长逐渐减小。通过计算,DLC薄膜的沉积速率为(51.7±4.5)nm/min;沉积DLC薄膜后,表面氧元素的含量明显减少,出现了石墨特征峰sp2-C和金刚石特征峰sp3-C。