[发明专利]一种透明纸的制备方法

说明书

本发明公开了一种透明纸的制备方法，属于纳米/微米微结构材料及其制备技术。本发明所指的透明纸是指由纳米级和微米级木质纤维材料组成的、透明度大于70％的纤维材料。其制备方法为：将木质材料加工成木屑或木粉；然后将这些木屑或木粉与次氯酸钠溶液在一定温度下混合反应一定时间，去除木质材料中的木质素；用水多次清洗去除反应结束残留的次氯酸钠，再将清洗后的浆料去除大部分水；将经上述步骤得到的产物置于压机中，在一定压力下保压一段时间，去除剩余的水分，获得透明纸。本发明的方法具有可适用木质材料种类多、成本低、资源丰富、易于操作、环境友好、高产出，不需要复杂的设备与器件，可大批量快速生产的特点。

技术领域

本发明涉及一种透明纸的制备方法，属于纳米/微米微结构材料及其制备技术。

背景技术

透明纸制备是一项具有重要应用背景的技术。透明纸因具有优异的光学性能、力学性能、热稳定性能、表面性能、环境友好、可快速自然降解等性能，被广泛应用在柔性电子器件上。如今透明纸在显示器、晶体管、柔性有机发光二极管、锂电池、太阳能电池、超级电容等方面都得到应用成功的经验，使其有望成为电子器件的新型环境友好的衬底材料，具有非常重要的科研价值和应用前景。比如透明纸具有较高的透明度和可调的雾度，通过调控纤维直径的大小实现雾度的控制，高的雾度可以提高太阳能电池的效率，低雾度可应用在显示屏上。电子器件基材的热稳定性会对器件的最终性能产生重要影响，透明纸具有低的热膨胀系数，可保证基材在热处理的过程中保持尺寸稳定，防止器件中的功能结构发生破坏，其具有替代塑料用于制备柔性器件的潜力。

目前，由纤维素纤维单一材料组成的透明纸的主要制备方法是：将植物中的纳米纤维通过化学、物理方法分离出来，然后再将其制成透明纸。在这些方法中，纳米纤维的分离、提取、浓缩等步骤繁杂，且费时费力耗能，导致纳米纤维透明纸的生产效率低、产品价格高、污染环境、对原料有很高的选择性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种易于操作、成本低廉、环境友好、原料来源丰富的透明纸的制备方法。

本发明采用的技术方案为：

一种透明纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将木质材料加工成木粉或木屑；

(2)将上述木粉或木屑与次氯酸钠溶液在一定温度下混合反应一定时间，去除木质材料中的木质素；

(3)用水多次清洗去除反应结束残留的次氯酸钠，再将清洗后的浆料去除大部分水；

(4)将步骤(3)得到的产物置于压机中，在一定压力下保压一段时间，去除剩余的水分，获得透明纸，该透明纸由纳米级和微米级木质纤维材料组成。

进一步地，所述透明纸的厚度范围为10～150μm，透明度在70％以上。

优选地，所述步骤(1)中，木质材料为木材、藤本、灌木的木质部材料，通过木屑粉碎机或木粉机加工成木粉或木屑。

优选地，所述步骤(1)中，木粉的粒径为6.5μm～1090μm，木屑的粒径大于1090μm。

优选地，所述步骤(2)中，次氯酸钠溶液的浓度范围1％～15％，木粉或木屑与次氯酸钠溶液的质量比为1～10，反应温度为10～50℃，反应时间为10分钟～48小时。

优选地，所述步骤(3)中，去除大部分水的方式为抽滤、过滤或自然干燥。

优选地，所述步骤(4)中，压力范围为0.1～25MPa，保压时间为0.1～2h。

本发明的制备方法与现有技术相比，具有以下突出优点：

1)原料来源广泛，可以为原始木质材料，木制品废料等。