明胶-木质素磺酸木质复合声学振膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于木材浸渍改性技术领域，涉及明胶

【技术实现步骤摘要】
明胶
‑
木质素磺酸木质复合声学振膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于木材浸渍改性
，具体地，涉及明胶
‑
木质素磺酸木质复合声学振膜及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]随着制造业的进步，扬声器单元的生产越来越精致，但音质提高有限
。
设计一个高性能的扬声器系统，关键是要提高扬声器单元的质量，其中最重要的器件是振膜
。
振膜设计的核心，除了形状和工艺，关键在于材料
。
从隔膜诞生伊始，人们一直在寻找新的隔膜材料，从最初的纸隔膜发展到如今的聚合物隔膜或金属隔膜等
。
振膜是连接电声转换的环节，振膜的质量将直接影响最终的音质特性
。
从稳态振动方面考虑，振膜的主要要求是比动态弹性模量尽量大
。
振膜参数的任何变化都会导致扬声器指数的变化
。
因此，根据扬声器的主要电声性能指标，要求振膜材料具有以下三个要求：高比弹性模量，大机械杨氏模量和适当的内部阻尼系数
。
木材具备振膜材料所需的低密度
、
高弹性模量的特性要求，高于普通金属
、
陶瓷等复合材料的力学性能
。
因此利用天然可降解的木材制备声学振膜不仅可以发挥木材优良的声学特性，还因木材具备与振膜要求相匹配的力学性能，使得木质振膜具备传导速率快
、
自然衰减性好
、
利于高频解析延伸
、/>降低分割振动等诸多优点
。
近年来，可再生原料的开发和利用，特别是利用农林生物质等可再生原料生产新材料
、
化工原料等，越来越受到重视
。
天然的巴沙和泡桐生长迅速，因此其根
、
茎
、
枝都特别柔软灵活
。
它们密度低，质量轻，易于加工，强度重量比高，孔隙率大
。
因此，巴沙和泡桐比普通金属
、
陶瓷等材料表现出更好的声共振和振动频谱特性
。
因此，可以利用木材生产出高性能的木质振膜
。
利用天然可降解的木材制作振膜，具有声音传导速率快
、
自然衰减低
、
适用于高频分析延伸
、
分割振动小
、
丢弃后可生物降解等优点
。
[0003]声音的稳定性和耐用性也是振膜的基本特性
。
因此，振膜还必须具有优良的尺寸稳定性，如良好的防潮和抗湿强度，以确保优良的声学特性
。
然而，木材本身容易吸湿变形
。
另外，木材在致密化过程中会产生内应力，可能会使木材振膜翘曲变形
。
因此，在保证木质振膜“超薄”的前提下，仍然拥有良好的声学性能及良好的尺寸稳定性是制备超薄木质振膜的关键
。
中国专利技术专利申请公布号
CN114833946A
，申请日为
2422
年
45
月
46
日，名称为：一种具有优异声学特性和尺寸稳定性的超薄木质振膜的制备方法及应用，公开的方法将木材浸入氨基磺酸
/
尿素
/
乳酸三元低共熔体系中，在特定温度下微波处理，再用去离子水洗涤，然后热压得到超薄木质振膜，所制备的木质振膜表现出优异的声学特性和尺寸稳定性
。
该方案虽然一定程度上解决了如何获得超薄木材振膜的同时，提高弹性模量和共振频率，但木材纤维的理论抗拉强度最高可达
7.5GPa
，弹性模量可达
124GPa
，因而，有必要进一步探索木材的改性方法，以期获得更高弹性模量和共振频率的振膜材料
。

技术实现思路

[0004]1.
专利技术要解决的技术问题
[0005]针对现有技术中木质复合声学振膜的弹性模量和共振频率有待进一步提高，防潮和抗湿强度有待进一步优化的技术问题，本专利技术提供明胶
‑
木质素磺酸木质复合声学振膜的制备方法，增加了木质复合声学振膜的弹性模量和共振频率，提高了抗湿效果
。
制备得到的明胶
‑
木质素磺酸木质复合声学振膜还具有优异的疏水性能
。
[0006]2.
技术方案
[0007]为达到上述目的，提供的技术方案为：
[0008]本专利技术的明胶
‑
木质素磺酸木质复合声学振膜的制备方法，包括以下步骤：
[0009]包括将1～
5wt
％明胶溶于酸性溶剂，得到明胶溶液的步骤；
[0010]包括将木材置于
44
～
55℃
所述明胶溶液真空浸渍，得到木材试件的步骤；
[0011]包括将所述木材试件干燥后，浸入1～
14wt
％木质素磺酸溶液，水浴加热后得到改性木材试件的步骤；
[0012]包括将所述改性木材试件于去离子水中浸泡，气干后得到精处理木材试件的步骤；
[0013]包括将所述精处理木材试件进行热压，得到所述振膜的步骤
。
[0014]优选的，所述木质素磺酸
(LA)
溶液由木质素磺酸钠
(LS)
用阳离子树脂浸泡除去钠离子制备得到
。
[0015]明胶是一种应用广泛
、
前景广阔的材料，具有优良的生物降解性和生物相容性，来源广泛，价格相对较低，无毒无害，绿色环保
。
这种多肽是一种复杂的肽分子，包含
18
种氨基酸，可溶于水并表现出温度响应凝胶行为
。
此外，明胶的分子链携带大量的氨基
、
羰基和羟基
。
明胶不仅可以与水分子形成氢键，而且具有良好的离子传输能力
。
明胶在细胞壁
/
腔界面处形成一层厚度可调的水凝胶，以及随机分布在整个样品中的血管堵塞结构
。
[0016]木质素磺酸
(LA)
由木质素磺酸钠
(LS)
获得
。
木质素磺酸盐
(LS)
是一种木质素衍生物
。LS
作为一种生物活性支链芳香族聚合物，富含磺酸
、
羟基和羧基
。LA
具有
3D
复杂的分子结构，具有丰富的疏水芳环和苯丙烷单元，以及丰富的羟基和磺酸基团
。
这种强大的两亲性结构使
LA
能够从水分散中自组装成均匀的纳米颗粒
。LA
中的羟基和磺酸基团可以与纤维素形成高密度氢键
。
并且在去除
Na
后，纤维素和
LA
之间形成了更强的氢键
。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
明胶
‑
木质素磺酸木质复合声学振膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：包括将1～
5wt
％明胶溶于酸性溶剂，得到明胶溶液的步骤；包括将木材置于
44
～
55℃
所述明胶溶液真空浸渍，得到木材试件的步骤；包括将所述木材试件干燥后，浸入1～
14wt
％木质素磺酸溶液，水浴加热后得到改性木材试件的步骤；包括将所述改性木材试件于去离子水中浸泡，气干后得到精处理木材试件的步骤；包括将所述精处理木材试件进行热压，得到所述振膜的步骤
。2.
根据权利要求1所述的明胶
‑
木质素磺酸木质复合声学振膜的制备方法，其特征在于：所述酸性溶剂为柠檬酸溶液
。3.
根据权利要求1所述的明胶
‑
木质素磺酸木质复合声学振膜的制备方法，其特征在于：所述真空浸渍的处理条件为：负压压强
4.45
～
4.1MPa
，
14
分钟，重新建立大气压力，重复5个周期
。4.
根据权利要求1所述的明胶
‑
木质素磺酸木质复合声学振膜的制备方法，其特征在于：所述干燥的处理条件为：
15
～
25℃
，相对湿度
55
～
65
％

【专利技术属性】
技术研发人员：杨蕊，董安然，齐玲慧，兰平，丁涛，徐鸿钢，周静，孟祥真，杨晓旗，卢海洋，李晓娟，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：