本發(fā)明公開了一種兼具超高強度與優(yōu)異光學(xué)性能的超強木質(zhì)薄膜及其制備方法。該薄膜基于“自上而下”的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，通過化學(xué)處理部分保留木材的天然納米纖維骨架，并在其間隙中原位再生纖維素，形成由木材納米纖維束與再生纖維素相互環(huán)繞構(gòu)成的致心柱狀致密結(jié)構(gòu)。該木質(zhì)薄膜具有卓越的力學(xué)性能，順紋拉伸強度達(dá)600～900 MPa，厚度為10～200 μm，密度為1.4～1.8 g/cm³。同時，其光學(xué)透明度最高可達(dá)90%，霧度為50～90%，并具有良好的柔韌性和可拼接性，經(jīng)拼接后強度保持率不低于95%。
一、專利核心內(nèi)容概述
該專利提出了一種高強度、高透明度且可拼接的木質(zhì)薄膜及其制備方法。該薄膜不是完全由人工合成的纖維素膜，而是采用 “自上而下” 的工藝，在部分保留木材天然結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過化學(xué)處理與纖維素再生增強，形成一種具有優(yōu)異力學(xué)與光學(xué)性能的新型木質(zhì)復(fù)合材料。
圖1為實施例1中制備的超強木質(zhì)薄膜的實物圖
二、木質(zhì)薄膜的結(jié)構(gòu)特征（權(quán)利要求1-5）
微觀結(jié)構(gòu)：
由木材細(xì)胞壁的納米纖維和再生纖維素構(gòu)成致密結(jié)構(gòu)。
納米纖維束均勻分布在細(xì)胞腔中，每根被再生纖維素環(huán)繞，形成“實心”柱狀結(jié)構(gòu)。
物理性能：
厚度：10~200 μm
密度：1.4~1.8 g/cm³
順紋拉伸強度：600~900 MPa（遠(yuǎn)超一般塑料薄膜，接近某些金屬薄膜）
透明度：最高達(dá)90%
霧度：50~90%（適用于需要柔光或隱私保護(hù)的應(yīng)用）
可拼接性：
可實現(xiàn)長度與寬度的拼接（平接），拼接后強度不低于原來的95%，無分離現(xiàn)象。
圖3為實施例1中制備的超強木質(zhì)薄膜的平行于纖維方向的導(dǎo)管掃描電鏡斷面形貌圖
三、制備方法（權(quán)利要求6-10）
制備分為三步，依次為：
去木質(zhì)素處理（步驟1）：
使用強堿、過氧化氫、次氯酸鈉等溶液，部分去除木質(zhì)素（去除率10%~90%），溫度為50~100℃，時間30 min~10 h。
纖維溶脹處理（步驟2）：
使用堿/尿素、離子液體、NMMO等溶液，使木材纖維溶脹、分散，消除大孔洞（如導(dǎo)管、細(xì)胞腔），形成均勻間隙。
處理時間：30 min~24 h。
纖維素灌注與再生（步驟3）：
使用纖維素粉、苧麻、棉花等纖維素溶液，灌注到木材間隙中，通過真空或抽濾加速滲透。
溶液濃度：0.1%~10%，時間：1~24 h。
自然干燥后，木材收縮，薄膜密實化，強度進(jìn)一步提升。
圖4為實施例1中制備的超強木質(zhì)薄膜的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線圖
四、技術(shù)優(yōu)勢與創(chuàng)新點
高強度與高透明度兼得：
傳統(tǒng)木質(zhì)薄膜常在高強度與高透明度之間難以兼顧，本發(fā)明通過“部分去木質(zhì)素+纖維素增強”實現(xiàn)二者平衡。
結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙：
保留了木材的天然納米纖維骨架，再通過再生纖維素填充增強，形成“鋼筋+混凝土”般的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
可拼接、可擴(kuò)展：
支持長寬方向的拼接，擴(kuò)展了材料尺寸限制，適合工業(yè)化應(yīng)用。
環(huán)保與可持續(xù)：
原料為天然木材，處理過程相對溫和，部分使用可回收溶劑，符合綠色材料趨勢。
工藝簡單、可規(guī)?；?br />三步處理，無需復(fù)雜納米纖維素提取，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
五、實施例性能數(shù)據(jù)（摘要）
多個實施例顯示：
拉伸強度：653~827 MPa
厚度減少：79%~90%
強度提升：11.8~15倍
透明度：76%~86%
霧度：45%~83%
所有實施例均表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)與光學(xué)性能，且拼接后強度保持95%以上。
六、潛在應(yīng)用領(lǐng)域
柔性電子：透明電極、柔性基底
高端包裝：高強透明包裝膜
結(jié)構(gòu)材料：輕質(zhì)高強復(fù)合材料
光學(xué)材料：柔光膜、霧面屏
生物醫(yī)用材料：透明敷料、組織工程支架
七、總結(jié)
該專利提供了一種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、性能卓越、可擴(kuò)展性強的高性能木質(zhì)薄膜及其制備方法。其核心在于“結(jié)構(gòu)保留+增強填充”的設(shè)計理念，既利用了木材天然的納米纖維強度，又通過纖維素再生技術(shù)填補結(jié)構(gòu)間隙，實現(xiàn)了高強度、高透明、可拼接的優(yōu)異性能。該技術(shù)具有明確的工業(yè)化潛力和廣闊的應(yīng)用前景，尤其在綠色高性能材料領(lǐng)域具有重要價值。
