[發明專利]一種透明纖維素復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011019100.0
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112140264A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 羅屹東;陳達楊;李玉柱
• 申請（專利權）人: 佛山（華南）新材料研究院
• 主分類號: B27K3/02
• 分類號: B27K3/02;B27K3/16;B27K3/32;B27K5/00;B27K3/52;B27K3/00;B27K3/38;B27K3/40;B27K3/28;B27K3/22;B27N3/08;B27N1/00
• 代理公司: 佛山信智匯知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44629
• 代理人: 何錦輝

本發明提供了一種透明纖維素復合材料，其制備方法包括切割、木質素去除、半纖維素去除、纖維尺寸細化、分散浸漬、固化成型等處理的步驟。所述的透明纖維素復合材料保留了纖維素微孔結構，浸漬與折射率匹配的聚合物溶液后可以制備任意尺寸大小的成品，同時與功能添加劑進行混合，具備光學選擇性。本發明的透明纖維素復合材料具有可見光波段透過率好，抗紫外線和近紅外線的性能優越，霧度小，可制作任意尺寸大小，適合批量化生產，具有廣闊的應用價值的優點。

技術領域

本發明涉及復合材料制備領域，具體涉及一種透明纖維素復合材料及其制備方法。

背景技術

當前社會經濟高速發展，人們生活水平逐步提高，同時伴隨著嚴峻的環境問題，比如空氣、土壤、水資源的污染，氣候的變化和不可降解垃圾廢物等問題。可持續發展經濟迫在眉睫，木材是地球豐富的有機高分子資源，作為一種環境友好、可持續再生的材料，其具有良好的天然材料性能，包括低密度、高模量、高強度、高韌性、低熱傳導系數、無毒、可降解等。木材由于其生長特點，具備了特殊的結構和化學成分，呈現出不透明性。近年來，有科研工作者借鑒紙漿生產的工藝方法，對木材進行漂白處理，然后灌注折射率相近的樹脂溶液，得到透明木材。透明木材是對木材進行脫除木質素、半纖維素和透明化處理后制備出來的一種重量輕、隔熱、透明的復合材料，進一步復合不同的納米粒子，還能使其具有光學選擇透過性、良好的力學性能，在綠色建材、LED照明設備、發光磁性開關、信息儲存、太陽能電池和防偽設備等多個領域有潛在的應用，進而替代傳統玻璃的使用。但木材隨著木質素的處理過程，機械強度大幅下降，不利于保留其完整結構，因此只局限于實驗室研究。一種木材應用的環境友好型材料可替代傳統玻璃至關重要。隨著城鎮化發展和人們生活所需，在中國每年產生的廢棄玻璃約四五千噸，玻璃完全降解完全需要幾千年。廢棄玻璃由于受顏色、純度等影響在提純成本很高，所以很難能否用于循環使用。玻璃作為不可降解的廢棄物，對土壤和人類的生活生產活動帶來許多潛在的不安全性。

如現有的一種紫外光固化膠膜玻璃，通過在玻璃表面涂覆一層抗紫外的聚合物涂料。該技術方案主體部分使用傳統的玻璃材料，環保性差。而且該方案只有一定的阻隔紫外線的功能，隔熱效果不好。

如現有的一種紫外屏蔽透明木材的制備方法，該技術方案使用木材薄片去除木質素和漂白處理，再浸漬PMMA樹脂溶液，固化后得到紫外屏蔽的透明木材，但該技術方案制得的透明木材對近紅外線也沒有屏蔽作用。

發明內容

基于此，為了解決現有傳統透明材料環保性差、隔熱效果不好、近紅外線屏蔽作用差的問題，本發明提供了一種透明纖維素復合材料的制備方法，具體技術方案如下：

一種透明纖維素復合材料的制備方法，包括以下步驟：

將收集的木材進行切割；

將切割后的木材浸泡在木質素脫除液中；

將脫除木質素后的木材浸泡在半纖維素脫除液中；

將脫除半纖維素的木材進行清洗，液封保存；

將清洗后的木材進行粉碎和細化處理；

將紫外屏蔽添加劑和近紅外屏蔽添加劑加入聚合物溶液中并進行混合均勻，得到復合溶液；

將粉碎細化后的木材與復合溶液進行浸漬和混合；

使用模具進行定型固化處理，得到透明纖維素復合材料。