[發明專利]一種高強度、高透明度和木質紋理美學木材薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 202110037697.X
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112743654B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 甘文濤;唐劍夫;董曉菲;尚瑩;王耀星;李連震;李堅
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: B27K3/02
• 分類號: B27K3/02;B27K5/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種高強度、高透明度和木質紋理美學木材薄膜的制備方法，它涉及一種木材薄膜的制備方法。本發明要解決現有采用一步“自上而下”法制備的木材薄膜無法兼具高強度、高透明度和木質紋理美學的問題。制備方法：一、清洗；二、脫木素；三、催化劑處理；四、自聚合；五、浸漬樹脂溶液。本發明用于高強度、高透明度和木質紋理美學木材薄膜的制備。

技術領域

本發明涉及一種木材薄膜的制備方法。

背景技術

木材具有重量輕、強重比高、彈性好、耐沖擊的特點，是綠色環保的可再生材料。雖然我國森林資源豐富，森林面積2.2億公頃，人工林面積位居世界首位，但人均木材占有量低，木材對外依存度高的現狀依然長期存在。實現木材的提質增效，提高木材的利用率，是保障我國木材安全，推動林產工業轉行升級的重要舉措。

傳統木質薄膜都采用“自下而上”法，利用木材細胞壁破碎、解離和再生工藝，采用靜電紡絲、模壓、自組裝、抽濾等方法將木材纖維素制備成膜。雖然其具有很高的透明度，但制備工藝復雜，木材細胞壁的拆解和破碎過程需要消耗大量的能量，而破碎后纖維素的溶解和再生體系又要求匹配最優的溶解體系和再生工藝條件，這些繁瑣的工序無疑極大的增加了木質薄膜的生產成本。采用“自上而下”法，利用木材優異的加工性，通過熱壓處理得到的密實化木材可以加大減小木材厚度，是一種制備新型木材薄膜的方法，但這種致密化處理都需要施加外界機械壓力和加熱，并且厚度不可控。木材細胞壁中具有吸光成分的化學物質也極易導致光學不透明，因此在一定程度上限制了這種木材薄膜在光學領域的應用。另一個顯著的缺點是采用“自上而下”制備的木材薄膜不能兼顧高硬度、超強和高透明度，以犧牲透明度而代價可以得到出色的力學性能；要取得高透明度木材薄膜勢必將對木材原始結構產生嚴重破壞，從而影響材料的機械性能。

綜上所述，現有技術存在不能制備出一種高強度、高透明度和木質紋理美學木材薄膜。

發明內容

本發明要解決現有采用一步“自上而下”法制備的木材薄膜無法兼具高強度、高透明度和木質紋理美學的問題，而提供一種高強度、高透明度和木質紋理美學木材薄膜的制備方法。

一種高強度、高透明度和木質紋理美學木材薄膜的制備方法，它是按以下步驟進行的：

一、清洗：

將木材浸泡于蒸餾水或乙醇溶液中，超聲清洗1h～3h，然后在溫度為60℃～180℃的條件下，真空干燥1h～24h，得到清洗后的木材；

所述的木材厚度為0.5mm～2.5mm；

二、脫木素：

將清洗后的木材浸泡于脫木素溶液中，在溫度為60℃～90℃的條件下，水浴加熱3h～12h，然后在溫度為20℃～30℃的條件下，用去離子水低溫加熱浸泡1h～3h，并重復低溫加熱浸泡2次～4次，得到脫木素的木材；

所述的脫木素溶液的質量百分數為1％～30％；

三、催化劑處理：

將催化劑加入到溶劑中，得到催化劑溶液，將脫木素的木材浸入到催化劑溶液中，在室溫條件下靜置8h～12h，然后在溫度為20℃～70℃的條件下，反應40h～60h，得到催化劑處理后的木材；

所述的溶劑為去離子水或pH為6～8的磷酸緩沖溶液；當所述的溶劑為去離子水時，利用鹽酸和氫氧化鈉溶液調節催化劑溶液的pH為9.5～11；

所述的催化劑溶液的質量百分數為0.01％～30％；

四、自聚合：

將催化劑處理后的木材浸漬于置換液或清洗液中，置換或清洗2次～5次，每次1h～5h，然后取出并置于濕度為30％～60％及溫度為15℃～25℃的恒溫恒濕箱中，自聚合12h～36h，得到自聚合的木材；

五、浸漬樹脂溶液：