本發(fā)明涉及一種透明紙的制備方法，屬于納米/微米微結構材料及其制備技術。

背景技術：

透明紙制備是一項具有重要應用背景的技術。透明紙因具有優(yōu)異的光學性能、力學性能、熱穩(wěn)定性能、表面性能、環(huán)境友好、可快速自然降解等性能，被廣泛應用在柔性電子器件上。如今透明紙在顯示器、晶體管、柔性有機發(fā)光二極管、鋰電池、太陽能電池、超級電容等方面都得到應用成功的經(jīng)驗，使其有望成為電子器件的新型環(huán)境友好的襯底材料，具有非常重要的科研價值和應用前景。比如透明紙具有較高的透明度和可調(diào)的霧度，通過調(diào)控纖維直徑的大小實現(xiàn)霧度的控制，高的霧度可以提高太陽能電池的效率，低霧度可應用在顯示屏上。電子器件基材的熱穩(wěn)定性會對器件的最終性能產(chǎn)生重要影響，透明紙具有低的熱膨脹系數(shù)，可保證基材在熱處理的過程中保持尺寸穩(wěn)定，防止器件中的功能結構發(fā)生破壞，其具有替代塑料用于制備柔性器件的潛力。

目前，由纖維素纖維單一材料組成的透明紙的主要制備方法是：將植物中的納米纖維通過化學、物理方法分離出來，然后再將其制成透明紙。在這些方法中，納米纖維的分離、提取、濃縮等步驟繁雜，且費時費力耗能，導致納米纖維透明紙的生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品價格高、污染環(huán)境、對原料有很高的選擇性。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種易于操作、成本低廉、環(huán)境友好、原料來源豐富的透明紙的制備方法。

本發(fā)明采用的技術方案為：

一種透明紙的制備方法，包括以下步驟：

(1)將木質材料加工成木粉或木屑；

(2)將上述木粉或木屑與次氯酸鈉溶液在一定溫度下混合反應一定時間，去除木質材料中的木質素；

(3)用水多次清洗去除反應結束殘留的次氯酸鈉，再將清洗后的漿料去除大部分水；

(4)將步驟(3)得到的產(chǎn)物置于壓機中，在一定壓力下保壓一段時間，去除剩余的水分，獲得透明紙，該透明紙由納米級和微米級木質纖維材料組成。

進一步地，所述透明紙的厚度范圍為10～150μm，透明度在70％以上。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中，木質材料為木材、藤本、灌木的木質部材料，通過木屑粉碎機或木粉機加工成木粉或木屑。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中，木粉的粒徑為6.5μm～1090μm，木屑的粒徑大于1090μm。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中，次氯酸鈉溶液的濃度范圍1％～15％，木粉或木屑與次氯酸鈉溶液的質量比為1～10，反應溫度為10～50℃，反應時間為10分鐘～48小時。

優(yōu)選地，所述步驟(3)中，去除大部分水的方式為抽濾、過濾或自然干燥。

優(yōu)選地，所述步驟(4)中，壓力范圍為0.1～25mpa，保壓時間為0.1～2h。

本發(fā)明的制備方法與現(xiàn)有技術相比，具有以下突出優(yōu)點：

1)原料來源廣泛，可以為原始木質材料，木制品廢料等。

2)可以通過控制木質粉末與次氯酸鈉的質量比和混合反應時間調(diào)控木纖維的尺寸，從幾百納米到幾十微米。

3)與tempo等傳統(tǒng)復雜技術相比，本發(fā)明用次氯酸鈉溶液去除木質材料的木質素，再通過直接機械加壓方式制備透明紙，步驟簡單，設備低廉，制備時間由原來大于36h,縮短到3h以內(nèi)，化學藥品由原來大于5種減少為1種，化學試劑和用水量約減少為原來的1/5倍，大大降低了成本,縮短了制造時間，提高了生產(chǎn)效率。

4)整個工藝流程需要時間短，無污染，可以大批量快速生產(chǎn)。

5)工藝易于操作，設備要求不高，費用低廉。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例5制備得到的透明紙；

圖2是本發(fā)明實施例5制備得到的透明紙的透明度與波長的關系；

圖3是本發(fā)明實施例9制備得到的透明紙；

圖4為普通透明紙與本發(fā)明實施例11制備得到透明紙的透明度的比較。

具體實施方式

實施例1：

將去除樹皮的椴木用木屑粉碎機獲得椴木木屑，將其與濃度為15％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:10，在溫度為50攝氏度下，反應10分鐘，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用抽濾裝置抽濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為0.1mpa下，保壓0.1小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為40μm，透明度為80％。

實施例2：

將去除樹皮的椴木用木屑粉碎機獲得椴木木屑，將其與濃度為1％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:10，在溫度為10攝氏度下，反應48小時，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用抽濾裝置抽濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為25mpa下，保壓2小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為40μm，透明度85％。

實施例3：

將去除樹皮的椴木用木粉機獲得椴木木粉，將其與濃度為15％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:10，在溫度為45攝氏度下，反應10分鐘，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用抽濾裝置抽濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為2mpa下，保壓0.5小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為40μm，透明度77％。

實施例4：

將去除樹皮的椴木樹枝用木粉機獲得椴木木粉，將其與濃度為10％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:6，在溫度為40攝氏度下，反應30分鐘，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用抽濾裝置抽濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為8mpa下，保壓0.5小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為40μm，透明度為86％。

實施例5：

用木制品加工產(chǎn)生的木屑與濃度為10％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:6，在溫度為40度下，反應30分鐘，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用過濾裝置過濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為4mpa下，保壓0.5小時，得到透明紙材料，如圖1，其直徑為40mm,厚度為40μm，透明度為88％。該透明紙的透明度與波長的關系如圖2所示。

實施例6：

將去除樹皮的樟子松用木屑粉碎機獲得樟子松木屑，將其與濃度為10％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:6，在溫度為30攝氏度下，反應1小時，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用過濾裝置過濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為4mpa下，保壓2小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為40μm，透明度為88％。

實施例7：

將灌木去除樹皮用木粉機獲得木粉，將其與濃度為10％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:10，在溫度為40攝氏度下，反應40分鐘，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用抽濾裝置抽濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為4mpa下，保壓1小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為30μm，透明度為87.5％。

實施例8：

將去除樹皮的椴木用木粉機獲得椴木木粉，將其與濃度為5％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:10，在溫度為30攝氏度下，反應40分鐘，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用抽濾裝置抽濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為10mpa下，保壓0.5小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為40μm，透明度為82％。

實施例9：

將去除樹皮的椴木用木粉機獲得椴木木粉，將其與濃度為15％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:1，在溫度為50攝氏度下，反應30分鐘，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用抽濾裝置抽濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為8mpa下，保壓0.5小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為50μm，透明度為86％。

實施例10：

將去除樹皮的椴木用木粉機獲得椴木木粉，將其與濃度為10％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:6，在溫度為40攝氏度下，反應1小時，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料，并用抽濾裝置抽濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為4mpa下，保壓0.5小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為20μm，透明度為90.3％。

實施例11：

將去除樹皮的椴木樹枝用木粉機獲得椴木木粉，將其與濃度為15％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:6，在溫度為50攝氏度下，反應30分鐘，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用抽濾裝置抽濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為4mpa下，保壓2小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為20μm，透明度為91％。

實施例12：

將去除樹皮的紫藤樹枝用木粉機獲得木粉，將其與濃度為15％的次氯酸鈉溶液混合，木屑與次氯酸鈉質量比為1:6，在溫度為20攝氏度下，反應2小時，反應結束后，用水清洗三次，去除殘余的次氯酸鈉，取5ml漿料,并用抽濾裝置抽濾，去除大量的水，然后將產(chǎn)物置于壓機中，在壓力為5mpa下，保壓2小時，得到透明紙材料直徑為40mm,厚度為40μm，透明度為85％。

圖4顯示了本發(fā)明實施例11的透明紙與普通透明紙的透射譜，從圖中可以看出，利用本發(fā)明方法制備得到的透明紙的透射率超過了80％。