桐油@壳聚糖-阿拉伯胶自修复微胶囊对竹材表面涂层性能影响

发布时间：（2025-06-16）

项目名称：桐油@壳聚糖-阿拉伯胶自修复微胶囊对竹材表面涂层性能影响

项目类别：省级

所属等级：省级重点项目

项目编号：202510298082Z

所属学院：家居与工业设计学院

所属专业：家具设计与工程

立项时间：2025-06-16

研究时间：2025.06 至 2026.05

结题验收结果：优秀

项目研究内容简介： 竹材表面易产生划痕与污渍，影响其装饰性与使用寿命。为提高竹材表面漆膜的耐久性与自修复能力，本研究采用喷雾干燥法制备了不同进料速度（100 mL/h 和 200 mL/h）的桐油@壳聚糖-阿拉伯胶微胶囊（TO - CS/GA MCs），并以不同比例（1.0 - 11.0 %）加入桐油中，制备具有自修复能力的竹材表面漆膜，系统研究其光学性能、机械性能及自修复性能的变化规律。结果表明，随着微胶囊添加比例的增加，色差（ΔE）与表面粗糙度随添加比例增加而增大，光泽度逐渐下降，漆膜硬度、抗冲击强度、附着力等级及自修复效率呈现先升高后降低趋势。当微胶囊添加比例为5%且进料速度为100 mL/h时，漆膜综合性能较优，较高的光泽度保持率，其硬度达到2H，抗冲击强度为3 kg·cm，较低的粗糙度，自修复效率达到28.16 %。进料速度影响微胶囊粒径及包覆率，从而调控其在漆膜中的分散状态与破裂释放行为。本研究为天然高分子自修复微胶囊在竹材表面漆膜中的应用提供了理论依据和技术参考

项目研究成果： 用喷雾干燥法可成功制得结构完整的自修复微胶囊，微胶囊的引入显著降低了漆膜光泽度并增加色差，且随添加量增加变化更为明显，微胶囊含量与类型均对光学性能具有显著影响，其中低含量及小粒径微胶囊更有利于维持光学稳定性。漆膜硬度、抗冲击强度及附着力等级随微胶囊含量增加呈现先上升后下降的趋势，在5%-7%范围内达到最优。该现象源于低含量下的缺陷填充与界面增强效应，以及高含量下的颗粒团聚与应力集中。相比之下，小粒径的microcapsules 1#在提升综合力学性能方面表现更优。漆膜表面粗糙度随微胶囊含量增加持续升高，表明微胶囊的引入破坏了表面平整性。微胶囊含量对粗糙度具有显著影响。漆膜自修复效率随微胶囊含量呈现先升高后降低趋势，在5%-7%范围内达到最佳。适量微胶囊可有效释放修复剂并填充裂纹，而过量添加会因结构缺陷降低修复效率，微胶囊类型对自修复性能影响显著。进料速度为100 mL/h的微胶囊1#在5%的添加比例下为本实验较有样品，粒径较小包覆率高达29%，光学性能优良，漆膜硬度高达2H，附着力等级优良，抗冲击强度可达3kg·cm，漆膜表面较光滑，自修复效率高达28.16%。本研究制备的天然桐油@壳聚糖-阿拉伯胶微胶囊不仅在绿色环保方面具有显著优势，其在改善竹材漆膜抗擦伤性、提高耐久性及自修复性能方面也表现出良好应用前景。 学生刘翔为第一作者发表SCI论文1篇： Xiang Liu; Jingyi Hang; Hongxia Yang; Xiaoxing Yan; Jun Li. Comparative Effects of Tung Oil/Chitosan–Gum Arabic Microcapsules Prepared under Two Feed Efficiencies on Surface Coating Performance of Bamboo. Coatings 2026, accept

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