本發明涉及木材處理，尤其是一種通過調節木材切割角度使木材滲透性及負載能力和力學性能達到平衡的基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜制備方法。

背景技術：

1、木材作為一種天然、可再生的材料，因其輕質高強的力學性能以及復雜多孔的胞腔結構，在功能化材料制備領域具有廣泛的應用潛力。近年來，通過脫木素處理技術，木材中的木素被去除，形成具有高多孔性和良好滲透性的脫木素木材。進一步對脫木素木材進行壓縮處理，可以制備出柔性木材薄膜，這種薄膜在柔性電子器件、包裝材料和功能性復合材料領域得到了廣泛關注。

2、木塊經過脫木素處理后通過熱壓密實可以制備柔性木基薄膜。然而，由于木材的各向異性，切割方向對木基薄膜的性能具有顯著影響。當木塊縱切(即切割方向與木材纖維生長方向平行)時，熱壓密實后的木基薄膜表現出優異的力學性能；而當橫切(即切割方向與木材纖維生長方向垂直)時，所制備的木基薄膜力學性能明顯較差。因此，目前的大多數研究均采用縱切法制備脫木素木基薄膜。然而，由于木材胞腔結構呈長條狀，縱切方向的胞腔長度較長，導致負載物在滲透過程中難以深入木材的中心區域，尤其是木材胞腔的核心部位。這種負載分布的不均勻性限制了負載物的容量。

3、為解決傳統木材改性中負載物滲透不均、負載容量受限及木材薄膜力學性能不足等問題，有必要研發一種負載物滲透性及負載量，與力學性能均優異的柔性木基薄膜。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種能夠顯著提高負載物的滲透深度與均勻性，同時保持良好柔性和機械性能的基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法。

2、為實現上述目的，基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法，所述方法包括以下步驟：

3、1)木材預處理：選擇輕木，按與木材纖維生長方向成斜向22.5-67.5°角度切割木塊，得到厚度為1-3mm的木材薄片；

4、2)脫木素處理：在75-85℃下，將所述木材薄片浸泡于亞氯酸鈉溶液中，調節溶液ph為4.6，浸泡8-10小時去除木材薄片中的木素；

5、3)清洗與干燥：用去離子水浸潤經步驟2)脫木素處理后的木材薄片，浸泡除去殘留的亞氯酸鈉溶液，亞氯酸鈉溶液去除干凈后將脫木素木材薄片進行冷凍干燥，形成多孔脫木素木材薄片；

6、4)修飾物負載：將所述多孔脫木素木材薄片浸沒于銀納米線溶液中，通過真空輔助方法，使得銀納米線隨溶液滲入木材薄片的胞腔內部；

7、5)烘箱干燥：將步驟4)修飾物負載后的脫木素薄片烘干，得到負載銀納米線的脫木素木材薄片；

8、6)熱壓處理：將所述負載銀納米線的脫木素木材薄片置于熱壓機中，采用稱量紙和濾紙夾持負載銀納米線的脫木素木材薄片后，進行熱壓處理6-12小時，得到所述基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜。

9、本發明采用上述技術方案，通過調整木材的切割角度，采用斜切方式并控制切割角度，可以有效優化木材的胞腔結構。通過按與木材纖維生長方向成斜向22.5-67.5°角度切割木塊，可有效增加了木材胞腔暴露面積，同時縮短了胞腔長度，這使得負載物更易均勻滲透至木材內部。另一方面，熱壓密實處理后，斜切木基薄膜的力學性能顯著提升。雖然斜切木基薄膜的力學性能略低于縱切木材薄膜，但仍優于橫切的木材薄膜，并具備較好的綜合力學性能。

10、本發明這種切割策略顯著提高了負載物的滲透性，同時有效增加了木材負載物的容量，并兼顧了熱壓密實后木基薄膜的力學性能，為進一步擴展木基薄膜在電磁屏蔽方向的應用提供了性能支持。

11、通過本發明的斜向切割工藝制備的柔性木材薄膜，能夠在多種應用領域展現出卓越的性能，例如電磁屏蔽、阻燃、導熱以及磁性材料等功能復合材料的制備。

12、進一步，所述步驟1)中，所述斜向切后的木材薄片尺寸長寬為3cm×3cm，從而使木材薄片更適合進行后續步驟的浸潤及修飾物負載。

13、進一步，所述步驟2)中，木材薄片質量與亞氯酸鈉溶液體積的比值為0.5：500-600g/ml，保證木材薄片可以在亞氯酸鈉溶液得到充分的浸潤。

14、進一步，所述步驟2)中，所述溶液由醋酸鈉緩沖溶液調至ph?4.6。

15、進一步，所述步驟3)中，冷凍干燥的冷阱溫度為-75℃到-70℃。

16、進一步，所述步驟4)修飾物負載中，在壓力為-0.1mpa下進行真空輔助修飾物滲透。

17、進一步，所述步驟4)中，所述銀納米線溶液的濃度為2-10mg/ml，溶劑為去離子水或乙醇。

18、進一步，所述步驟5)中，烘干溫度為60-100℃。

19、進一步，所述步驟6)中熱壓處理的溫度為60-100℃，壓力為5-10mpa，通過高溫高壓熱壓處理促進纖維素(木材薄片在脫木素后，主要成分為纖維素和半纖維素)重組、蒸發水分、誘發纖維素化學交聯和熱塑性流動，同時通過壓平木材表面，提高木基薄膜的致密性、光滑度、穩定性和力學性能。

20、本發明還提供一種基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜，其由上述的制備方法制備得到。

21、本發明的有益效果包括：

22、1、本發明通過調整木材的切割角度，即按與木材纖維生長方向成斜向22.5-67.5°角度切割木塊，有效增加了木材胞腔暴露面積，同時縮短了胞腔長度，這使得負載物更易均勻滲透至木材內部。

23、2、本發明通過斜向22.5-67.5°角度切割木塊，在提高負載物滲透性的基礎上，可有效增加木材負載物的容量。

24、3、本發明所述基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜經熱壓處理后，力學性能顯著提升，實現了一方面增加負載物在木材內部的滲透性、提高木材的負載物容量，同時兼顧木材的力學性能。

25、4、本發明制備的柔性木材薄膜，可廣泛應用于電磁屏蔽、阻燃、導熱以及磁性材料等功能復合材料的制備。

技術特征：

1.基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，所述斜向切后的木材薄片尺寸長寬為3cm×3cm。

3.根據權利要求1或2所述的基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，木材薄片質量與亞氯酸鈉溶液體積的比值為0.5：500-600g/ml。

4.根據權利要求1或2所述的基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，所述溶液由醋酸鈉緩沖溶液調至ph?4.6。

5.根據權利要求1或2所述的基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中，冷凍干燥的冷阱溫度為-75℃到-70℃。

6.根據權利要求1所述的基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟4)修飾物負載中，在壓力為-0.1mpa下進行真空輔助修飾物滲透。

7.根據權利要求1所述的基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟4)中，所述銀納米線溶液的濃度為2-10mg/ml，溶劑為去離子水或乙醇。

8.根據權利要求1所述的基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中，烘干溫度為60-100℃。

9.根據權利要求1所述的基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟6)中熱壓處理的溫度為60-100℃，壓力為5-10mpa。

10.一種基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜，其特征在于：其由所述權利要求1-9之一所述的制備方法制備得到。

技術總結
本發明公開了基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：1)按與木材纖維生長方向成斜向22.5?67.5°角度切割木塊，得到木材薄片；2)通過脫木素處理除木材薄片中的木素；3)用去離子水浸潤脫木素處理后的木材薄片；4)將銀納米線通過真空輔助方法負載于木材薄片，并通過干燥得到負載銀納米線的脫木素木材薄片；6)通過熱壓處理得到所述基于斜切木塊負載銀納米線的柔性木基薄膜。本發明通過斜向切割木塊薄片處理，增加負載物在木材薄片內部的滲透性、提高木材薄片的負載物容量，同時兼顧木材薄片的力學性能。

技術研發人員：陸敏生,邱豐,閔斗勇,陳昌洲,錢光付
受保護的技術使用者：廣西大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24