一种具有响应性功能的柔性智能木材、致动器及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有响应性功能的柔性智能木材、制动器及制备方法，属于新型木材技术开发技术领域。本发明专利技术提供的制备方法包括将木材用亚氯酸钠溶液脱除木质素处理、通过碱处理脱除半纤维素、利用负压法使木片复合偶氮苯类化合物，再经密实化处理成膜制备而成。本发明专利技术提供的制备方法成功制得了柔性智能木材，并且由柔性智能木材制得的制动器以外界环境给予的刺激(如光照)作为动力来源，具备无二次能源的消耗的优势。源的消耗的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种具有响应性功能的柔性智能木材、致动器及制备方法


[0001]本专利技术涉及新型木材技术开发
，特别涉及一种具有响应性功能的柔性智能木材、制动器及制备方法。

技术介绍

[0002]木材作为一种天然可再生材料，相比于传统金属材料具有天然多孔结构、高强重比和环境友好等特点，木材的高效、高值化利用一直是材料科学领域研究的热点之一。木材的创新研究由传统基础研究逐渐向先进多功能的应用研究转型，是近年来研究所呈现出来的趋势，其先进功能开发利用一直是国际上所关注的前沿创新研究，例如透明木材、超强木材、制冷木材、发光木材和自愈合木材等。木材细胞壁主要由纤维素、木质素和半纤维素组成，纤维素相比于木质素和半纤维素具有更加规则的形状，在木材中作为骨架起支撑作用。木材的天然蜂窝孔隙的存在不仅有利于化学物质浸入与细胞壁组分发生化学反应，还有利于其他改性剂的填充。基于以上木材的结构和组成特点，充分利用木材天然的多孔结构，以及发挥其细胞壁多层级组装和纤维定向排列的结构优势。例如：利用木材的多孔结构，通过填充树脂或致密化压缩，进而构筑的透明木材和超强木材等。另外，还可通过化学改性，使木材具有其他功能，如磁性、发光、辐射制冷、储能、吸波等性能。综上所述，木材的研究和应用逐渐向高附加值、智能化的方向发展，以期满足人们对木材功能性材料的多元化需求。
[0003]为了进一步提高木材的附加值并拓宽其应用领域，木材的研究逐渐朝着智能领域发展。天然木材自身具有环境调节的功能，例如实木装饰的房屋具有冬暖夏凉的优势，在环境过于干燥或者湿润时候，木材可以利用自身组成成分的优势对环境湿度进行调节等。除此之外，木材在受到冲击之后，在弹性形变恢复范围内还可以恢复原始形态。受到天然木材的自适性调节特性的启发，人们可以通过对木材的化学改性，使木材具有环境感知、刺激响应等智能响应行为。诸如自愈合木材、木材海绵、光致变色木或木材纳米发电机等，均是以木材为原料开发的智能型功能木质材料。但是目前所开发的智能木质材料主要集中在材料本身的电子、光子或者纤维素的氢键智能响应等，这些木材基智能材料在柔韧性方面的变化幅度都非常有限，进而在一些软体、柔性应用场合受限较大，例如电子皮肤、柔性制动器和人体组织敷料领域等。因此，迫切开发具有先进智能响应功能的且环境友好的智能柔性材料。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种具有响应性功能的柔性智能木材、制动器及制备方法，本专利技术提供的柔性智能木材在受到光刺激时，可以对外界刺激通过形状的变化做出响应，可以应用于智能柔性元器件领域。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种具有响应性功能的柔性智能木材的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)配置醋酸
‑
醋酸钠缓冲溶液，将亚氯酸钠溶解于缓冲溶液中，得到溶液A；
[0007](2)将木材裁剪成木片，浸泡在溶液A中进行脱木质素处理；
[0008](3)将步骤(2)所得木片进行碱处理，去除木片中的半纤维素；
[0009](4)将偶氮苯类化合物通过负压法浸渍入碱处理后的木片；
[0010](5)将步骤(4)所得木片密实化处理成木膜即得具有响应性功能的柔性智能木材。
[0011]优选的，步骤(1)所述缓冲溶液的pH为4.6，所述溶液A中亚氯酸钠的含量为1～1.5wt％。
[0012]优选的，所述步骤(2)所述木材包括巴沙木、杨木、松木、桦木、榉木、栎木、椴木、榆木、铁力木、水曲柳、桐木、香樟木、橡胶木、柞木、柏木和杉木。
[0013]优选的，步骤(2)所述脱木质素处理为：将剪裁好的木片浸泡在溶液A中500r/min搅拌并加热至80℃蒸煮6h。
[0014]优选的，步骤(3)所述碱处理为将脱除木质素的木片放置在4％浓度的NaOH溶液中，浸泡3
‑
6h。
[0015]优选的，步骤(4)所述偶氮苯类化合物包括偶氮苯、氧化偶氮苯、对氨基偶氮苯、4
‑
甲氧基偶氮苯、3,3
‑
二羧酸偶氮苯、4,4
‑
二羧酸偶氮苯、4
‑
氨基偶氮苯
‑4‑
磺酸钠、3,3
‑
二甲基偶氮苯、4
‑
磺酰氯偶氮苯、4
‑
(二甲氨基)
‑2‑
甲基偶氮苯、4
‑
硝基偶氮苯、4
‑
苯偶氮苯甲酰氯、对二氨基偶氮苯、4
‑
氯
‑
4二甲氨基偶氮苯、4
‑
羧基
‑
2氨基偶氮苯、4
’
4二甲酸二甲酯
‑
偶氮苯、2,2
‑
二羟基偶氮苯、4
‑
氨基偶氮苯盐酸盐、4
‑
(甲氨基)偶氮苯、4
‑
苄氧基偶氮苯、2
‑
氯
‑4‑
二甲氨基偶氮苯、偶氮苯
‑4’4‑
二羰酰氯、4
‑
羟基偶氮苯
‑4‑
磺酸钠水合物、3
‑
氯
‑4‑
二甲氨基偶氮苯、4,4
‑
二戊氧基偶氮苯、4
‑
碘
‑4‑
二甲氨基偶氮苯、4
‑
(二甲氨基)
‑2‑
甲基偶氮苯、4
‑
二甲氨基偶氮苯
‑4‑
甲酸、4,4
‑
双(马来酰胺基)偶氮苯、4,4
‑
二壬氧基氧化偶氮苯、4,4
‑
双(己氧基)
‑3‑
甲基偶氮苯、4,4'
‑
双(癸氧基)
‑3‑
甲基偶氮苯、4'
‑
羟基偶氮苯
‑4‑
甲酸水合物、氧化偶氮苯
‑
4,4'
‑
二羧酸二乙酯、4
‑
乙酰氨基
‑
2',3
‑
二甲基偶氮苯、4
‑
(4
‑
羟基
‑
偶氮苯)苯甲酸乙酯、4
‑
氨基
‑
1,1'
‑
偶氮苯
‑
3,4'
‑
二磺酸钠盐、4,4'
‑
二正十二烷氧基氧化偶氮苯、4,4'
‑
双(十二烷氧基)
‑3‑
甲基偶氮苯、4
‑
二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯、2,4
‑
己二炔
‑
1,6
‑
二醇双(偶氮苯
‑4‑
磺酸盐)、4
‑
(二甲氨基)偶氮苯4'
‑
异硫氰酸酯、4
‑
[双(9,9
‑
二甲基芴
‑2‑
基)氨基]偶氮苯、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有响应性功能的柔性智能木材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配置醋酸
‑
醋酸钠缓冲溶液，将亚氯酸钠溶解于缓冲溶液中，得到溶液A；(2)将木材裁剪成木片，浸泡在溶液A中进行脱木质素处理；(3)将步骤(2)所得木片进行碱处理，去除木片中的半纤维素；(4)将偶氮苯类化合物通过负压法浸渍入碱处理后的木片；(5)将步骤(4)所得木片密实化处理成木膜即得具有响应性功能的柔性智能木材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述缓冲溶液的pH为4.6，所述溶液A中亚氯酸钠的含量为为1～1.5wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)所述木材包括巴沙木、杨木、松木、桦木、榉木、栎木、椴木、榆木、铁力木、水曲柳、桐木、香樟木、橡胶木、柞木、柏木和杉木。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述脱木质素处理为：将剪裁好的木片浸泡在溶液A中500r/min搅拌并加热至80℃蒸煮6h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述碱处理为将脱除木质素的木片放置在4％浓度的NaOH溶液中，浸泡3
‑
6h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述偶氮苯类化合物包括偶氮苯、氧化偶氮苯、对氨基偶氮苯、4
‑
甲氧基偶氮苯、3,3
‑
二羧酸偶氮苯、4,4
‑
二羧酸偶氮苯、4
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氨基偶氮苯
‑4‑
磺酸钠、3,3
‑
二甲基偶氮苯、4
‑
磺酰氯偶氮苯、4
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(二甲氨基)
‑2‑
甲基偶氮苯、4
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硝基偶氮苯、4
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苯偶氮苯甲酰氯、对二氨基偶氮苯、4
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氯
‑
4二甲氨基偶氮苯、4
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羧基
‑
2氨基偶氮苯、4
’
4二甲酸二甲酯
‑
偶氮苯、2,2
‑
二羟基偶氮苯、4
‑
氨基偶氮苯盐酸盐、4
‑
(甲氨基)偶氮苯、4
‑
苄氧基偶氮苯、2
‑
氯
‑4‑
二甲氨基偶氮苯、偶氮苯
‑4’4‑
二羰酰氯、4
‑
羟基偶氮苯
‑4‑
磺酸钠水合物、3
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氯
‑4‑
二甲氨基偶氮苯、4,4
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二戊氧基偶氮苯、4
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碘
‑4‑
二甲氨基偶氮苯、4
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(二甲氨基)
‑2‑
甲基偶氮苯、4
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二甲氨基偶氮苯
‑4‑
甲酸、4,4
‑
双(马来酰胺基)偶氮苯、4,4
‑
二壬氧基氧化偶氮苯、4,4
‑
双(己氧基)
‑3‑
甲基偶氮苯、4,4'
‑
双(癸氧基)
‑3‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：符启良，武帅，焦月，马华烁，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：