基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法

本发明属于纤维素制备，涉及基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法。

背景技术：

1、随着国内经济的高速发展，通过纸张展示形象、沟通信息的需求日益增长，特种纸行业也随之迅速发展起来，特种纸所具有高性能、高附加价值、高技术含量的特点使它广泛使用于工业、医疗、包装等领域。纤维素雾度薄膜是一类新型的特种纸，拥有独特的光学性质，如光能捕获、光束整形及光扩散等，在太阳能电池、液晶显示器、固态照明等领域有着广泛应用价值。与无机雾度材料相比，纤维素雾度薄膜因其质轻、柔软性好、易加工等优点而备受关注。

2、目前，人们常用的雾度材料仍然是传统的石油基雾度材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯等)，在材料加工和成型过程中使用机械打磨和雾度模具等方法改变材料表面粗糙度，赋予其一定的光学雾度。然而，现有石油基雾度材料仍不能克服透光-雾度此消彼长的难题，并且回收降解困难、热膨胀系数较高，生态环境日益恶化，严重限制了它的发展和应用。

3、纤维素是自然界中最为丰富的可再生天然高分子材料，是最有潜力的绿色材料之一。以纤维素为原料构建的透明纸基材料随着纸基成形、纳米纤维素规模化制备及相关学科技术的发展，其结构越来越优化，功能也日趋丰富。相关研究发现，由纳米纤维素制备的纸基材料具有高透光性、高机械强度和极低的热膨胀系数。在新型建材、功能性包装、电子器件、太阳能电池等领域显示出巨大的应用潜力，但也面临着如何实现不同尺度、不同性能(透明度、雾度、表面粗糙度、机械强度、尺寸稳定性)、满足不同用途的微纳纤维素的可控制备等技术挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，该方法通过p-rcapmp(温和预处理碱性过氧化氢机械法)制浆技术制备化学机械木浆，调节浆料水分平衡，将真空抽滤后得到的样品纸与pva(聚乙烯醇)进行堆叠，再进行高温热压，能够得到高强度高透光率的雾度衬底。

2、本发明所采用的技术方案是，基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，具体包括如下步骤：

3、步骤1，制备化学机械浆，然后用缝筛筛选浆料；

4、步骤2，用缝筛对步骤1制备的化学机械浆进行筛选；

5、步骤3，根据步骤2筛选出的浆料制备样品纸；

6、步骤4，对步骤3制备的样品纸与聚乙烯醇制备三层衬底，再通过高温热压技术得到高强度高透光率的雾度衬底。

7、本发明的特点还在于：

8、步骤1的具体过程为：

9、步骤1.1，以阔叶木为纤维原料，对纤维原料依次进行两段预浸；

10、步骤1.2，对经过步骤1.1预浸后的纤维原料进行蒸煮；

11、步骤1.3，将经过步骤1.2蒸煮后的纤维原料依次进行两段磨浆，得到目标化学机械浆。

12、步骤1.1中，阔叶木为桉木、杨木、桦木中的一种。

13、步骤1.1中，第一段预浸加入的是naoh溶液；第二端预浸加入的是h2o2溶液。

14、步骤1.2中，在蒸煮过程中加入蒸煮助剂蒽醌。

15、步骤1.3中，进行第一段磨浆时，第一段磨盘间隙为0.50mm～0.70mm，第一段浆浓度为30％～35％；进行第二段磨浆时，第二段磨盘间隙为0.08mm～0.20mm，第二段浆浓度为2％～10％，经过第二段磨浆处理后，得到加拿大游离度在80ml～150ml范围内可调节的浆料，将浆料进行消潜处理，处理温度为75℃～95℃，消潜时间为25min～45min，得到浆浓度为2％～10％的化学机械浆。

16、步骤3的具体过程为：

17、确定抄纸张定量，使用疏解机对经过步骤2处理后的浆料疏解11000r～15000r，抄纸后真空抽滤得到样品纸。

18、步骤4的具体过程为：

19、将步骤3制备的样品纸从上至下依次放置三张，在相邻两张样品纸之间放置聚乙烯醇，制备三层衬底，再使用玻璃板对最上层的样品纸按压14min～16min，然后在100℃～110℃温度下真空干燥6min～8min后得到雾度衬底。

20、本发明的有益效果如下：

21、1.本发明选用环保可再生可降解的阔叶木纤维原料，制备出高强度高透光率雾度衬底。

22、2.本发明选择新型化学机械法打浆技术,节能环保，相较于传统打浆技术bctmp(漂白化学热磨机械法)，无论是化学药品消耗，还是能耗均有所降低，而在相同游离度下，p-rcapmp(温和预处理碱性过氧化氢机械法)的耐破、抗张和撕裂强度略高于bctmp(漂白化学热磨机械法)。在相同的h2o2用量下，p-rcapmp(温和预处理碱性过氧化氢机械法)白度稍高于bctmp(漂白化学热磨机械法)，不透明度和光散射系数也优于bctmp(漂白化学热磨机械法)。而且p-rcapmp(温和预处理碱性过氧化氢机械法)省去了漂白系统的投资，也省去了na2so3的消耗成本，因此p-rcapmp(温和预处理碱性过氧化氢机械法)的成本低于bctmp(漂白化学热磨机械法)。

23、3.p-rcapmp(温和预处理碱性过氧化氢机械法)制浆采用了最新发展的木片预处理技术使制浆和漂白合二为一，浆料中的细小组分减少9％以上，纤维束减少46％，磨浆电耗降低10％以上；纸浆的抗张强度、耐破强度及撕裂强度均有不同程度的提高，分别提高11.4％、14.3％和15.6％，可以使雾度衬底的力学性能大幅提升。

技术特征：

1.基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：

3.根据权利要求2所述的基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，其特征在于：所述步骤1.1中，阔叶木为桉木、杨木、桦木中的一种。

4.根据权利要求2所述的基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，其特征在于：所述步骤1.1中，第一段预浸加入的是naoh溶液；第二端预浸加入的是h2o2溶液。

5.根据权利要求2所述的基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，其特征在于：所述步骤1.2中，在蒸煮过程中加入蒸煮助剂蒽醌。

6.根据权利要求2所述的基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，其特征在于：所述步骤1.3中，进行第一段磨浆时，第一段磨盘间隙为0.50mm～0.70mm，第一段浆浓度为30％～35％；进行第二段磨浆时，第二段磨盘间隙为0.08mm～0.20mm，第二段浆浓度为2％～10％，经过第二段磨浆处理后，得到加拿大游离度在80ml～150ml范围内可调节的浆料，将浆料进行消潜处理，处理温度为75℃～95℃，消潜时间为25min～45min，得到浆浓度为2％～10％的化学机械浆。

7.根据权利要求2所述的基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程为：

8.根据权利要求2所述的基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程为：

技术总结本发明公开了基于化学机械法制备高强度高透光率雾度衬底的方法，具体包括如下步骤：步骤1，制备化学机械浆，然后用缝筛筛选浆料；步骤2，用缝筛对步骤1制备的化学机械浆进行筛选；步骤3，根据步骤2筛选出的浆料制备样品纸；步骤4，对步骤3制备的样品纸与聚乙烯醇制备三层衬底，再通过高温热压技术得到高强度高透光率的雾度衬底。本发明通过P‑RCAPMP(温和预处理碱性过氧化氢机械法)制浆技术制备化学机械木浆，调节浆料水分平衡，将真空抽滤后得到的样品纸与PVA(聚乙烯醇)进行堆叠，再进行高温热压，能够得到高强度高透光率的雾度衬底。技术研发人员：王睿欣,常慧,曹卓凡,陈雪婷,耿亚杰,杨宇航,宁健鑫受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5