CN111185980A - 一种透明树叶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纤维素复合材料制备技术领域，尤其涉及一种透明树叶及其制备方法和应用。本发明透明树叶的制备方法包括以下步骤：对树叶进行脱色处理，得到脱色树叶；将所述脱色树叶浸渍到树脂和光引发剂的混合液中，进行抽真空处理，将抽真空处理得到的树叶进行固化处理，得到透明树叶；所述树脂为日本新中村化学工业株式会社生产的NK Ester A‑BPE‑10。采用本发明的方法制备的透明树叶质轻、透光性好、有良好的力学性能和低热导率，有望在LED照明设备、太阳能电池窗户、光电子器件、智能窗、防伪设备、保温隔热材料和食品包装材料等多个领域得到应用。
Description
技术领域
本发明涉及纤维素复合材料制备技术领域，尤其涉及一种透明树叶及其制备方法和应用。
背景技术
目前，随着全球经济的飞速发展，能源消耗和资源短缺的情况不断加重，发展环保节能材料势在必行。树叶是一种绿色、环境友好、可持续再生的材料，是植物进行光合作用、利用太阳光同化二氧化碳和水制造有机物质并释放氧气、制造养分的主要器官。树叶的传统应用在于保健用途、农业用途、食用、医药用途，但同时，在我国的很多地区，树叶凋落后，人们会对树叶进行焚烧，对空气造成严重污染。所以，进一步开发树叶的应用领域显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透明树叶及其制备方法和应用，本发明制备的透明树叶质轻、有良好的力学性能和低热导率，有望在LED照明设备、太阳能电池窗户、光电子器件、智能窗、防伪设备、保温隔热材料和食品包装材料等多个领域得到应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种透明树叶的制备方法，包括以下步骤：
对树叶进行脱色处理，得到脱色树叶；
将所述脱色树叶浸渍到树脂和光引发剂的混合液中，进行抽真空处理，将抽真空处理得到的树叶进行固化处理，得到透明树叶；
所述树脂为日本新中村化学工业株式会社生产的NKEsterA-BPE-10。
优选的，所述树叶选自阔叶植物。
优选的，所述脱色处理采用的脱色液为冰乙酸、亚氯酸钠和水的混合液或者为冰乙酸、次氯酸钠和水的混合液。
优选的，所述脱色处理的温度为50～90℃。
优选的，将所述脱色树叶浸渍到树脂和光引发剂的混合液中之前，还包括将所述脱色树叶浸渍到乙醇中。
优选的，所述树脂和光引发剂的混合液中光引发剂的质量百分含量为1～10％。
优选的，所述固化处理在紫外线灯照射下进行。
优选的，所述抽真空处理的时间为10～14h。
本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的透明树叶。
本发明提供了上述方案所述的透明树叶在LED照明设备、太阳能电池窗户、光电子器件、智能窗、防伪设备、保温隔热材料或食品包装材料中的应用。
本发明提供了一种透明树叶的制备方法，包括以下步骤：对树叶进行脱色处理，得到脱色树叶；将所述脱色树叶浸渍到树脂和光引发剂的混合液中，进行抽真空处理，将抽真空处理得到的树叶进行固化处理，得到透明树叶；所述树脂为日本新中村化学工业株式会社生产的NK Ester A-BPE-10。本发明先对树叶进行脱色，脱去树叶原有的颜色，得到的脱色树叶呈白色，然后在抽真空条件下，将树脂填充到脱色树叶的各个孔道中，由于本发明选用的树脂本身无色，且与纤维素的折射率相近，大量树脂填充到脱色树叶的各个孔道中，固化后就会呈现透明色，得到透明树叶。
采用本发明的方法制备的透明树叶质轻、透光性好、有良好的力学性能和低热导率，有望在LED照明设备、太阳能电池窗户、光电子器件、智能窗、防伪设备、保温隔热材料和食品包装材料等多个领域得到应用。
此外，本发明的制备方法简单，操作方便，易于批量化生产。
本发明的透明树叶取材天然树叶，绿色环保、无毒性、可持续再生且易降解；而且制备透明树叶的过程对能源的消耗和污染较少，环境友好。
附图说明
图1为实施例2制备的透明树叶的照片；
图2为实施例3制备的透明树叶的照片。
具体实施方式
本发明提供了一种透明树叶的制备方法，包括以下步骤：
对树叶进行脱色处理，得到脱色树叶；
将所述脱色树叶浸渍到树脂和光引发剂的混合液中，进行抽真空处理，将抽真空处理得到的树叶进行固化处理，得到透明树叶；
所述树脂为日本新中村化学工业株式会社生产的NK Ester A-BPE-10。
本发明对树叶进行脱色处理，得到脱色树叶。
在本发明中，所述树叶优选来源于阔叶植物，具体的可以为但不局限于杨树树叶、山茶树树叶、银杏树树叶或暴马丁香叶。在本发明中，所述树叶优选为新鲜、质量较好、无残缺的树叶。
在本发明中，所述脱色处理采用的脱色液优选为冰乙酸、亚氯酸钠和水的混合液或者为冰乙酸、次氯酸钠和水的混合液，更优选为冰乙酸、亚氯酸钠和水的混合液。在本发明中，所述冰乙酸和亚氯酸钠(或次氯酸钠)作为脱色液的有效成分。本发明优选在脱色处理过程中分多次向脱色液中补加有效成分进行脱色处理。在本发明中，所述树叶与脱色液中水的质量比优选为1:50；初始的脱色液中冰乙酸、亚氯酸钠(或次氯酸钠)和水的含量比优选为3mL：15g：1500g。分多次向脱色液中补加有效成分时，每次补加的有效成分优选相同，比如当初始脱色液的组成为3mL冰乙酸、15g亚氯酸钠(或次氯酸钠)和1500g水时，后续每次向脱色液中补加的有效成分的用量为3mL冰乙酸、15g亚氯酸钠(或次氯酸钠)。
在本发明中，所述脱色处理的过程优选为：将树叶浸渍到脱色液中，封闭盛有脱色液的容器，将盛有树叶和脱色液的容器置于恒温水浴中进行第一脱色处理；向第一脱色处理所得体系中添加脱色液中的有效成分，在恒温水浴条件下继续进行第二脱色处理；之后向第二脱色处理所得体系中继续添加有效成分，进行第三脱色处理，如此重复，直至脱色完全。
在本发明中，每次脱色处理的时间优选为0.5～5h，更优选为1～3h。脱色处理的总次数优选为1～9次，更优选为3～7次。本发明脱色过程中，在脱色液的作用下，树叶被脱去原有的颜色，脱色完全后变为白色。
在本发明中，所述脱色处理的温度(也即恒温水浴的温度)优选为50～90℃，更优选为55～85℃。
完成所述脱色处理后，本发明优选还包括将脱色处理后得到的树叶进行水洗至中性，得到脱色树叶。
得到脱色树叶后，本发明将所述脱色树叶浸渍到树脂和光引发剂的混合液中，进行抽真空处理，将抽真空处理得到的树叶进行固化处理，得到透明树叶。
在将所述脱色树叶浸渍到树脂和光引发剂的混合液中之前，本发明优选还包括将所述脱色树叶浸渍到乙醇中。在本发明中，所述乙醇优选为无水乙醇。本发明对所述乙醇的用量没有特殊要求，能够将脱色树叶完全浸没即可。在本发明中，所述浸渍的时间优选为12h。本发明将脱色树叶浸渍到乙醇中，可以增大脱色树叶的孔隙率，以便后续浸渍树脂时，更多的树脂进入树叶的孔道内。
本发明将所述脱色树叶浸渍到树脂和光引发剂的混合液中，进行抽真空处理。在本发明中，所述树脂为日本新中村化学工业株式会社生产的NK Ester A-BPE-10。在本发明中，所述光引发剂优选为2-羟基-2-甲基苯丙酮；所述混合液中光引发剂的质量百分含量优选为1～10％，更优选为3～8％，最优选为5％。本发明对所述混合液的具体用量没有特殊要求，能够将脱色树叶完全浸没即可。
在本发明中，所述抽真空处理的时间优选为10～14h，更优选为12h。本发明对所述抽真空处理的真空度没有特殊限定，能够将体系的真空度抽至负压即可。在本发明中，所述抽真空处理优选在真空干燥箱中进行。所述抽真空处理过程中的温度优选为室温。抽真空过程中，树脂被填充到脱色树叶的各个孔道中。
完成所述抽真空处理后，本发明将抽真空处理得到的树叶进行固化处理，得到透明树叶。在本发明中，所述固化处理优选在紫外线灯照射下进行。本发明对紫外线灯的功率和波长没有特殊要求，本领域熟知的紫外线灯均可。在本发明的实施例中，具体是采用型号为KTS-9967的紫外线灯箱进行固化处理。在本发明中，所述固化处理的时间优选为1～20min，更优选为2～15min。
由于本发明采用的树脂本身无色，且与纤维素的折射率相近，大量树脂填充到树叶的各个孔道中，固化后就会呈现透明色。
本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的透明树叶。本发明的透明树叶整合了树脂和树叶的优点，具有轻质、透明、有良好的力学性能和低热导率等特征。
本发明提供了上述方案所述透明树叶在LED照明设备、太阳能电池窗户、光电子器件、智能窗、防伪设备、保温隔热材料或食品包装材料中的应用。本发明利用透明树叶具有轻质、有良好的力学性能的特征，可以用于LED照明设备、太阳能电池窗户、光电子器件、智能窗、防伪设备领域；利用透明树叶很低的热导率和热膨胀系数，可用作保温隔热材料或食品包装材料。本发明对所述应用的方式没有特殊要求，采用本领域熟知的应用方式即可。
下面结合实施例对本发明提供的透明树叶及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例用到的树脂为日本新中村化学工业株式会社生产的NK Ester A-BPE-10，光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮。
实施例1
a、首先挑选出新鲜、质量较好、无残缺的杨树叶片30g；
b、将30g新鲜树叶加入到1500g蒸馏水中，再加入15g亚氯酸钠、3mL冰醋酸，用保鲜膜盖上烧杯，75℃恒温水浴中加热1h进行第一脱色处理，之后向第一脱色处理后的体系中继续加入15g亚氯酸钠、3mL冰醋酸；如此共进行3次脱色处理，清洗样品至中性，得到脱色树叶(为白色)；
c、将步骤b获得的脱色树叶浸泡无水乙醇，浸泡时间为12h，再称取95g树脂和5g光引发剂混合均匀后倒入培养皿中，再将树叶放入其中，将培养皿放入真空干燥箱中进行抽真空处理12h；
d、将步骤c中获得的树叶拿出，放入紫外线灯箱中进行固化处理，固化时间为2min，得到透明树叶。
实施例2
a、首先挑选出新鲜、质量较好、无残缺的暴马丁香叶片30g；
b、将30g新鲜树叶加入到1500g蒸馏水中，再加入15g亚氯酸钠、3mL冰醋酸，用保鲜膜盖上烧杯，50℃恒温水浴中加热1h进行第一脱色处理，之后向第一脱色处理后的体系中继续加入15g亚氯酸钠、3mL冰醋酸；如此共进行3次脱色处理，清洗样品至中性，得到脱色树叶(为白色)；
c、将步骤b获得的脱色树叶浸泡无水乙醇，浸泡时间为12h，再称取95g树脂和5g光引发剂混合均匀后倒入培养皿中，再将树叶放入其中，将培养皿放入真空干燥箱中进行抽真空处理12h；
d、将步骤c中获得的树叶拿出，放入紫外线灯箱中进行固化处理，固化时间为2min，得到透明树叶。
得到的透明树叶的照片如图1所示。由图1可知，本实施例制备的透明树叶具有良好的透光性。
实施例3
a、首先挑选出新鲜、质量较好、无残缺的暴马丁香叶片30g；
b、将30g新鲜树叶加入到1500g蒸馏水中，再加入15g亚氯酸钠、3mL冰醋酸，用保鲜膜盖上烧杯，75℃恒温水浴中加热1h进行第一脱色处理，之后向第一脱色处理后的体系中继续加入15g亚氯酸钠、3mL冰醋酸；如此共进行5次脱色处理，清洗样品至中性，得到脱色树叶(为白色)；
c、将步骤b获得的脱色树叶浸泡无水乙醇，浸泡时间为12h，再称取95g树脂和5g光引发剂混合均匀后倒入培养皿中，再将树叶放入其中，将培养皿放入真空干燥箱中进行抽真空处理12h；
d、将步骤c中获得的树叶拿出，放入紫外线灯箱中进行固化处理，固化时间为2min，得到透明树叶。
得到的透明树叶的照片如图2所示。由图2可知，本实施例制备的透明树叶具有良好的透光性。
实施例4
a、首先挑选出新鲜、质量较好、无残缺的杨树叶片30g；
b、将30g新鲜树叶加入到1500g蒸馏水中，再加入15g亚氯酸钠、3mL冰醋酸，用保鲜膜盖上烧杯，75℃恒温水浴中加热1h进行第一脱色处理，之后向第一脱色处理后的体系中继续加入15g亚氯酸钠、3mL冰醋酸；如此共进行3次脱色处理，清洗样品至中性，得到脱色树叶(为白色)；
c、将步骤b获得的脱色树叶浸泡无水乙醇，浸泡时间为12h，再称取99g树脂和1g光引发剂混合均匀后倒入培养皿中，再将树叶放入其中，将培养皿放入真空干燥箱中进行抽真空处理12h；
d、将步骤c中获得的树叶拿出，放入紫外线灯箱中进行固化处理，固化时间为2min，得到透明树叶。
实施例5
a、首先挑选出新鲜、质量较好、无残缺的杨树叶片30g；
b、将30g新鲜树叶加入到1500g蒸馏水中，再加入15g亚氯酸钠、3mL冰醋酸，用保鲜膜盖上烧杯，75℃恒温水浴中加热1h进行第一脱色处理，之后向第一脱色处理后的体系中继续加入15g亚氯酸钠、3mL冰醋酸；如此共进行3次脱色处理，清洗样品至中性，得到脱色树叶(为白色)；
c、将步骤b获得的脱色树叶浸泡无水乙醇，浸泡时间为12h，再称取95g树脂和5g光引发剂混合均匀后倒入培养皿中，再将树叶放入其中，将培养皿放入真空干燥箱中进行抽真空处理12h；
d、将步骤c中获得的树叶拿出，放入紫外线灯箱中进行固化处理，固化时间为10min，得到透明树叶。
对实施例1、实施例4和实施例5的树叶进行观察，结果均显示各实施例制备的树叶具有良好的透光性，为无色透明状。
由以上实施例可知，本发明提供了一种透明树叶及其制备方法和应用，本发明制备的透明树叶质轻、有良好的力学性能和低热导率，有望在LED照明设备、太阳能电池窗户、光电子器件、智能窗、防伪设备、保温隔热材料和食品包装材料等多个领域得到应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种透明树叶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对树叶进行脱色处理，得到脱色树叶；
将所述脱色树叶浸渍到树脂和光引发剂的混合液中，进行抽真空处理，将抽真空处理得到的树叶进行固化处理，得到透明树叶；
所述树脂为日本新中村化学工业株式会社生产的NK EsterA-BPE-10。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述树叶选自阔叶植物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脱色处理采用的脱色液为冰乙酸、亚氯酸钠和水的混合液或者为冰乙酸、次氯酸钠和水的混合液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述脱色处理的温度为50～90℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述脱色树叶浸渍到树脂和光引发剂的混合液中之前，还包括将所述脱色树叶浸渍到乙醇中。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述树脂和光引发剂的混合液中光引发剂的质量百分含量为1～10％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化处理在紫外线灯照射下进行。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抽真空处理的时间为10～14h。
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的透明树叶。
10.权利要求9所述的透明树叶在LED照明设备、太阳能电池窗户、光电子器件、智能窗、防伪设备、保温隔热材料或食品包装材料中的应用。
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2020
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