摘 要：脱木素是制备透明木材的关键步骤，所以优化脱木素的方法，制备脱木素模板尤为重要。木材不透明性的原因分为两点，一是光吸收，二是折射率失配。取的杨木、杉木两树种的三种不同厚度的样本，采用水煮法和蒸煮法处理，并设计正交实验优化脱木素工艺，并对结果进行分析。
关键词：脱木素；透明木材；水煮法和蒸煮法；正交实验
Abstract: delignification is a key step in the preparation of transparent wood, so it is very important to optimize the method of delignification and prepare the delignification template. The reasons for wood opacity are divided into two points, one is light absorption, the other is refractive index mismatch. The samples of three different thicknesses of poplar and Chinese fir were treated by boiling and evaporating, and the orthogonal experiment was designed to optimize the delignification process, and the results were analyzed.
Keywords: delignification; transparent wood; boiling and evaporating; orthogonal experiment
前 言：木材脱木素模板的制备有很多方法，此次研究主要从水煮法和蒸煮法两种方法中选择，取两种不同树种的样本，再将其各分为三种厚度以便采用正交实验法，通过实验结果优选出最好的实验条件，为制备透明木材模板做基础。通过分析选题的背景与依据、国内外研究概况、研究目的和意义、研究主要内容和创新点，得到实验的可行性。
1 选题背景与依据
1.1 透明木材的制备目的
近年来，随着全球经济的飞速发展，能源消耗和资源短缺的情况不断加重，发展循环经济，建立资源节约型和环境友好型社会已成为时代的主流［1］。因此，新型能源与材料的创新吸引着社会各界的注意力。在众多能源中，太阳能因其用之不竭、绿色安全的特性得以代替部分人工光源，应用于透光建筑［2-4］、透光电子设备器件等材料中，有助于减少不可再生资源与能源的消耗。
木材作为可再生和自然降解的绿色材料［5］，具有低密度、高强度、高模量、高韧性、低导热率等性能［6-7］，是应用最广泛的材料之一。然而，大部分天然木材本身的不透明性阻碍了其作为透明材料的发展与应用。因此，为了扩大木材应用范围，以木材为基本原料制备的透明材料引起了国内外学者的广泛关注［8］。
而脱木素是制备透明木材的关键步骤，将木素脱掉才能制取性质优良的透明木材基础模板，所以优化脱木素的方法，制备脱木素模板尤为重要。
1.2 木材发色原因
木材不透明性的原因分为两点，一是光吸收，光吸收是指当入射光进入介质材料内时， 由于分子内部结构及组成，光在通道中传递受阻，而滞留在材料内被吸收。光吸收是导致木材呈现出颜色的主要原因。由于木材的木素等物质中存在一些发色基团，能够吸收可见光区 380 ～780 nm 波长的光，从而呈现相应的颜色，这是木材发色的根本原因。木素具有很强的吸光能力，占木材总吸光量的 80% ～95%。除木素外，木材中还存在一些色素、单宁以及其他多酚类物质，也会使得木材呈现一定的颜色，并且色素的沉积也会使木材颜色加深；二是折射率失配，木材是一种天然复合材料，主要是由纤维素、半纤维素和木素三大素组成。木材内部的细胞腔、细胞间隙及细胞壁内部的微毛细管、导管、纹孔等孔隙相互串联和并联起来构成了木材内部复杂的毛细管结构系统，木材中的这些孔道主要被空气和水填充。由于木材中的不同组分之间形成界面，且组成界面的两相物质折射率相差较大，这就使得光线传播时会在各界面处发生折射、散射和反射，以至于不能穿过木材。综合以上 2 种原因， 当光线照射到木材时，一部分因为光吸收被本身吸收，一部分在木材表面或内部发生折射、 反射和散射，因此光线不能穿过木材，所以木材就以不透明的发色状态呈现出来。
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