生物质材料表面涂层形貌与颜色关系研究

作     者：伟乐斯 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：苏润洲

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：装饰材料 颜色变化 粗糙度 机理分析 结构色 

摘      要：随着社会的发展与进步,人们对生活水平的要求,无论是精神上还是物质上都提出了更高的要求。装饰材料作为室内装修的重要用料,对美化环境提升人们幸福指数具有重要的作用。利用生物质材料（如木材、压塑木等）进行装潢,更是高品质与高质量生活的需要,是人类居住环境与健康的重要保障。而对其表面涂饰（涂层）材料的色彩的形成及其改变的研究,也显得尤为重要,特别是光致变色,成为行业人士非常关注的问题之一。本文,首先对光致变色中出现的,非高分子材料氧化降解造成的光致变色问题进行了讨论,即装饰用材——PVC贴片的光致变色机理分析,对提出的光栅衍射的理论解释,再次进行了实验验证;进而重点研究了三大类五种装饰用材（PP涂层材料、PVC贴面、聚氨酯漆）,其表面粗糙度改变后对颜色的影响,测得了各个样品其表面随粗糙度改变而色度指数变化的实验规律;最后,从形成颜色的基本理论出发,对其颜色改变的机理进行了讨论与分析,并较新颖地结合了仿生学中结构色的概念,给出了较为合理的理论解释。研究结果表明:在生物质装饰材料表面涂层光致变色中,也会出现因物理因素而造成的变色;装饰材料表面相貌的改变,在一定程度上会直接影响其视觉颜色,类似于PP材质会出现红移现象;材质不同变色规律不完全相同,且深色样品颜色改变较浅色样品改变明显,如PVC主波长改变量深色的达3.7 nm而浅色的仅0.3 nm;这种颜色改变的机理主要是结构色产生的影响而不是色素色的影响;对本次实验所用样品分析得知,结构生色的主要贡献来自于光的衍射影响和光子晶体的影响,且中等粗糙度（600目打磨）下光子晶体生色占比增大;积极利用和开发新的生色技术,如利用结构色来满足装饰材料对颜色的需要,将会更加环保和有利于人类的身心健康。