[發(fā)明專利]一種透明紙的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710120164.1
• 申請(qǐng)日: 2017-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106917311B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝名偉;黃大方;吳佳揚(yáng);張燕;陳延峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): D21C5/00
• 分類號(hào): D21C5/00;D21F13/10
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 李媛媛

本發(fā)明公開(kāi)了一種透明紙的制備方法，屬于納米/微米微結(jié)構(gòu)材料及其制備技術(shù)。本發(fā)明所指的透明紙是指由納米級(jí)和微米級(jí)木質(zhì)纖維材料組成的、透明度大于70％的纖維材料。其制備方法為：將木質(zhì)材料加工成木屑或木粉；然后將這些木屑或木粉與次氯酸鈉溶液在一定溫度下混合反應(yīng)一定時(shí)間，去除木質(zhì)材料中的木質(zhì)素；用水多次清洗去除反應(yīng)結(jié)束殘留的次氯酸鈉，再將清洗后的漿料去除大部分水；將經(jīng)上述步驟得到的產(chǎn)物置于壓機(jī)中，在一定壓力下保壓一段時(shí)間，去除剩余的水分，獲得透明紙。本發(fā)明的方法具有可適用木質(zhì)材料種類多、成本低、資源豐富、易于操作、環(huán)境友好、高產(chǎn)出，不需要復(fù)雜的設(shè)備與器件，可大批量快速生產(chǎn)的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種透明紙的制備方法，屬于納米/微米微結(jié)構(gòu)材料及其制備技術(shù)。

背景技術(shù)

透明紙制備是一項(xiàng)具有重要應(yīng)用背景的技術(shù)。透明紙因具有優(yōu)異的光學(xué)性能、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能、表面性能、環(huán)境友好、可快速自然降解等性能，被廣泛應(yīng)用在柔性電子器件上。如今透明紙?jiān)陲@示器、晶體管、柔性有機(jī)發(fā)光二極管、鋰電池、太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容等方面都得到應(yīng)用成功的經(jīng)驗(yàn)，使其有望成為電子器件的新型環(huán)境友好的襯底材料，具有非常重要的科研價(jià)值和應(yīng)用前景。比如透明紙具有較高的透明度和可調(diào)的霧度，通過(guò)調(diào)控纖維直徑的大小實(shí)現(xiàn)霧度的控制，高的霧度可以提高太陽(yáng)能電池的效率，低霧度可應(yīng)用在顯示屏上。電子器件基材的熱穩(wěn)定性會(huì)對(duì)器件的最終性能產(chǎn)生重要影響，透明紙具有低的熱膨脹系數(shù)，可保證基材在熱處理的過(guò)程中保持尺寸穩(wěn)定，防止器件中的功能結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，其具有替代塑料用于制備柔性器件的潛力。

目前，由纖維素纖維單一材料組成的透明紙的主要制備方法是：將植物中的納米纖維通過(guò)化學(xué)、物理方法分離出來(lái)，然后再將其制成透明紙。在這些方法中，納米纖維的分離、提取、濃縮等步驟繁雜，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力耗能，導(dǎo)致納米纖維透明紙的生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品價(jià)格高、污染環(huán)境、對(duì)原料有很高的選擇性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種易于操作、成本低廉、環(huán)境友好、原料來(lái)源豐富的透明紙的制備方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種透明紙的制備方法，包括以下步驟：

(1)將木質(zhì)材料加工成木粉或木屑；

(2)將上述木粉或木屑與次氯酸鈉溶液在一定溫度下混合反應(yīng)一定時(shí)間，去除木質(zhì)材料中的木質(zhì)素；

(3)用水多次清洗去除反應(yīng)結(jié)束殘留的次氯酸鈉，再將清洗后的漿料去除大部分水；

(4)將步驟(3)得到的產(chǎn)物置于壓機(jī)中，在一定壓力下保壓一段時(shí)間，去除剩余的水分，獲得透明紙，該透明紙由納米級(jí)和微米級(jí)木質(zhì)纖維材料組成。

進(jìn)一步地，所述透明紙的厚度范圍為10～150μm，透明度在70％以上。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中，木質(zhì)材料為木材、藤本、灌木的木質(zhì)部材料，通過(guò)木屑粉碎機(jī)或木粉機(jī)加工成木粉或木屑。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中，木粉的粒徑為6.5μm～1090μm，木屑的粒徑大于1090μm。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中，次氯酸鈉溶液的濃度范圍1％～15％，木粉或木屑與次氯酸鈉溶液的質(zhì)量比為1～10，反應(yīng)溫度為10～50℃，反應(yīng)時(shí)間為10分鐘～48小時(shí)。

優(yōu)選地，所述步驟(3)中，去除大部分水的方式為抽濾、過(guò)濾或自然干燥。

優(yōu)選地，所述步驟(4)中，壓力范圍為0.1～25MPa，保壓時(shí)間為0.1～2h。

本發(fā)明的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：

1)原料來(lái)源廣泛，可以為原始木質(zhì)材料，木制品廢料等。