基于柔性纳米纸基材料的木质纤维微纤丝解离方法与机理

Plastic and glass membrane material thermal expansion coefficient is high，and poor matching of other materials device。Wooden nano fiber paper with green, good mechanical strength, porous structure, high transparency, low thermal expansion coefficient and special performance, such as flexible. In making wearable electronic equipment, flexible battery diaphragm paper and flexible display, super capacitor and solar cell device materials with great application potential.。Due to the research field，flexible nanofibers research basic no breakthrough, which seriously hindered the nano fiber materials in the application of flexible electronics research.。Project proposed on the basis of wood fiber molecular structure and morphological characteristics，by means of acid treatment cut cut short fiber, alkali swelling and mechanical hammer, rub and shear machinery, reach goal of the microfibril flexible disintegrate, access to quality, can be batch preparation of uniform nano fiber.。Thus clarify hydration Na + ions and water molecules from longitudinal penetration into the fiber cross section fiber internal layer of absorbing water and swelling behavior rules, reveal the mechanical hammer, rub shear forces of microfibril flexible solution from the course and mechanism of action，build flexible nanofibers dissociation mechanism，obtain wood fiber preparatig flexible nanofibers application technology, which lay the theoretical foundation and application of reference method for mass production of flexible nanofibers.

塑料类及玻璃膜材料热膨胀系数高，与器件其它材料的热膨胀系数匹配性差。木质纳米纤维纸材料绿色、机械强度好、多孔隙结构、高透明度、热膨胀系数低及柔性可卷曲等特殊性能，在制造可穿戴电子设备、柔性电池与柔性显示器、超级电容器隔膜纸及太阳能电池装置材料等方面应用潜力巨大。由于研究领域关系，柔性纳米纤维（NFC）的研究基本没有突破性进展，严重阻碍了NFC材料在柔性电子产品中的应用研究步伐。项目拟依据木质纤维分子结构与形态特征，通过对纤维进行酸处理切断与切短、碱润胀与机械锤击、机械搓揉与剪切等方法步骤，实现微纤丝柔性解离，获得高质量、可批量制备的均一NFC。由此阐明水合Na+离子及水分子从纤维截面纵向渗透进纤维层内部的吸水润胀行为与规律，揭示机械锤击力、搓揉剪切力对微纤丝柔性解离规律、历程及作用机理，构建柔性NFC解离机制，获得木质纤维制备柔性NFC应用技术，为批量生产柔性NFC奠定理论基础及应用参考。

塑料类及玻璃膜材料热膨胀系数高，与器件其它材料的热膨胀系数匹配性差。木质纳米纤维纸材料绿色、机械强度好、多孔隙结构、高透明度、热膨胀系数低及柔性可卷曲等特殊性能，在制造可穿戴电子设备、柔性电池与柔性显示器、超级电容器隔膜纸及太阳能电池装置材料等方面应用潜力巨大。由于研究领域关系，柔性纳米纤维（NFC）的研究基本没有突破性进展，严重阻碍了NFC材料在柔性电子产品中的应用研究步伐。. 项目依据木质纤维分子结构与形态特征、纤维纤丝角与螺距对应关系，通过对纤维进行酸处理切断与切短、碱润胀与机械锤击、机械搓揉与剪切等方法步骤，实现微纤丝柔性解离，获得高质量、可批量制备的均一NFC。研究结果表明，在pH值4.5附近，将纸浆纤维切短至0.40-0.64mm有利于获得高得率及尺寸均一的柔性纳米纤维，切短的纤维在机械锤击力作用下极易被整体压溃、纵向开裂，纤维结晶区微纤丝层间产生松动、位移，由此加速水分子向纤维微纤丝层的渗透，促进纤维吸水润胀和纤维初生壁的破裂，极大削弱了纤维微纤丝层间氢键结合力。充分润胀的纤维经适度机械搓揉作用力处理使微纤丝层初步解离，微纤丝经适度TEMPO氧化及高剪切力均质处理，可得到尺寸均一且稳定性好的纳米纤维。项目研究阐明了水合Na+离子及水分子从纤维截面纵向渗透进纤维层内部的吸水润胀行为与规律，揭示了机械锤击力、搓揉剪切力对微纤丝柔性解离规律、历程及作用机理，掌握的木质纤维微纤丝解离方法可为规模化生产提供理论基础和应用技术。