CN109702839B - 一种曲面透明木材的制备 - Google Patents
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Abstract
一种曲面透明木材的制备，将样品放入氢氧化钠溶液中预处理，洗至中性；再在酸性条件下用亚氯酸钠溶液处理，获得完整的脱木素木材基板样品；然后冷冻，干燥，弯曲塑型，获得曲面的脱木素木材基板；浸渍到折射率与纤维相近的高透光型聚合物中，再固化聚合获得一种曲面透明木材，所制曲面透明木材机械性能优异，曲率高，透光率可达85%以上，具有高的市场应用价值。
Description
技术领域
本发明属于木材技术开发及改性技术领域，具体涉及一种曲面透明木材的制备。
背景技术
在理论上，如果通过物理和/或化学方法去除木材中木素、色素、单宁和树脂等有色物质，再在木材中均匀填充折射率一致的物质，使光线在穿过木材时不发生或少发生折射、反射和散射，就能达到透明的目的。而木材要想获得高的透光率，则需要尽可能的脱除木素等发色物质。但发色物质脱除率高的情况下，木材极易分散，若是要进一步对木材进行高曲率的弯折，则更有难度。因此，在目前为数不多的关于透明木材的研究中，还未出现曲面型的透明木材，即对透明木材实现可曲性设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种曲面透明木材的制备方法，弯曲曲率高，透光率达到85%以上，拓宽了透明木材的应用领域，使其具有更高的市场价值。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种曲面透明木材的制备，包括以下步骤：
1）先将一定厚度的木材薄片样品放入水溶液中充分润湿；
2）将润湿后的样品放入碱液中进行高温预处理，处理时长为1-5h，之后用水冲洗至中性；
3）再将步骤2）处理后样品用亚氯酸钠溶液，在酸性条件下处理1-4h，获得完整的脱木素木材基板样品；
4）将完整的脱木素木材基板样品用水置换至中性，然后取出放入冷冻室内冷冻；
5）将步骤4）冷冻好的样品进行脱水干燥，获得具有高柔性的无水脱木素木材基板；
6）将干燥后的柔性样品放到自制的柔性弯曲模具中，进行弯曲塑型，获得曲面的脱木素木材基板；
7）将曲面的脱木素木材基板浸渍到折射率与纤维相近的高透光型聚合物中，在常温下采用真空浸渍的方法将上述的高透光型聚合物载入到上述弯曲塑性好的木材基板的细胞腔内和细胞壁上以及其他胞间孔道中，真空浸渍时长为2-10h；
8）取出步骤7）充分浸渍的曲面的脱木素木材基板样品，在50-75℃下预固化1-2h，然后升温至80-105℃固化1-2h，最终获得一种曲面透明木材。
所述的步骤2）中的碱溶液为3%-10%氢氧化钠溶液。
所述的步骤2）中高温预处理的温度为50℃-90℃。
所述的步骤3）中的亚氯酸钠溶液的浓度为1%-10%。
所述的步骤5）中的脱水方式为冷冻干燥。
所述的步骤7）中的折射率与纤维相近的光学透光型聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、水杨酸甲酯、肉桂酸甲酯、苯甲酸甲酯、乙基肉桂酸酯、苯甲酸苄酯等中的任意一种或多种复配的高透光型聚合物聚合物。
本发明的有益效果是：
1）本发明依然维持木材天然的生长形态；
2）本发明具有高于85%以上的光学透光率；
3）本发明具有高的曲面特性，且曲面可根据实际需要进行调整，通过固化塑型，获得具有稳定曲面；
4）本发明具有很好的力学特性，抗摔；
5）本发明赋予了木材设计与应用的创新性，增加了木材的附加值，为可再生资源的开发利用提供了很好的社会价值。
附图说明
图1为高柔性的脱木素木材基板实物图
图2为本发明的实体图。
图3为本发明的透光率测试图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步叙述，但本发明不局限于以下实施例。
一种曲面透明木材的制备，其特征在于，包括以下步骤：
1）先将样品（速生杨木，尺寸为3cm×3cm×0.2cm）充分润湿；
2）将润湿后的样品放入6%氢氧化钠溶液中预处理，处理温度65℃，反应1h，之后用去蒸馏水冲洗至中性；
3）再将样品用质量分数为7%亚氯酸盐钠，酸性条件下（pH为4）处理3h，获得完整的脱木素木材基板样品；
4）将完整的脱木素木材基板样品用蒸馏水置换至中性，然后取出放入冷冻室内冷冻3h；
6）将冷冻好的样品放入冷冻干燥器内干燥，干燥5h，获得柔软的脱木素木材基板，其实物图如图1所示；
7）将柔软的脱木素木材基板放到自制的柔性弯曲模具中，进行弯曲塑型，获得曲面的脱木素木材基板；
8）将曲面的脱木素木材基板浸渍到折射率与纤维相近的光学透光型聚合物中，在常温下采用真空浸渍的方法将光学透光型单体聚合物载入到上述弯曲的木材基板的细胞腔内和细胞壁上以及其他胞间孔道中，真空浸渍时长为4h；
9）取出聚合物充分浸渍了的曲面样品，在75℃下预固化1h，然后升温至105℃固化2h，最终获得一种曲面透明木材。其实物图如图2所示。透光率是表征样品光学透光特性的一个重要的手段，本发明的透光率检测图则如图3所示。本发明透光率的检测是使用紫外可见近红外光谱仪，选择检测的波长范围从200nm到800nm，即紫外-可见光波段的光的透过率，从图3可以看出本发明所制样品在400-800的可见光波段，具有很好的透光率。
Claims (1)
1.一种曲面透明木材的制备，其特征在于，包括以下步骤：
1）先将一定厚度的木材薄片样品放入水溶液中充分润湿；
2）将润湿后的样品放入碱液中进行高温预处理，处理时长为1-5h，之后用水冲洗至中性；
3）再将步骤2）处理后样品用亚氯酸钠溶液，在酸性条件下处理1-4h，获得完整的脱木素木材基板样品；
4）将完整的脱木素木材基板样品用水置换至中性，然后放入冷冻室内冷冻；
5）将步骤4）冷冻好的样品进行脱水干燥，获得具有高柔性的无水脱木素木材基板；
6）将干燥后的柔性样品放到自制的柔性弯曲模具中，进行弯曲塑型，获得曲面的脱木素木材基板；
7）将曲面的脱木素木材基板浸渍到折射率与纤维相近的高透光型聚合物中，在常温下采用真空浸渍的方法将上述的高透光型聚合物载入到上述弯曲塑性好的木材基板的细胞腔内和细胞壁上以及其他胞间孔道中，真空浸渍时长为2-10h；
8）取出步骤7）充分浸渍的曲面的脱木素木材基板样品，在50-75℃下预固化1-2h，然后升温至80-105℃固化1-2h，最终获得一种曲面透明木材；
所述的步骤2）中的碱溶液为3%-10%氢氧化钠溶液；
所述的步骤2）中高温预处理的温度为50℃-90℃；
所述的步骤3）中的亚氯酸钠溶液的浓度为1%-10%；
所述的步骤5）中的脱水方式为冷冻干燥；
所述的步骤7）中的折射率与纤维相近的高透光型聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、水杨酸甲酯、肉桂酸甲酯、苯甲酸甲酯、乙基肉桂酸酯、苯甲酸苄酯中的任意一种或多种复配的光学透光型聚合物。
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