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报告介绍了一项研究，其中使用预定的制造方法将轻木、白蜡木和桦木制成透明木材。透明木材有许多可能的应用，包括节能建筑、包装、太阳能电池和电子设备。这项研究的目的是比较获得的透明样品的形态和光学特性，并将这些结果与它们的微观结构联系起来。这样做是为了确定哪种木材最适合预定的制造方法。所选的制造方法包括三个步骤：脱木素、溶剂交换和聚合物渗透。该工艺的第一步，即脱木素，目的是去除木质素，木质素是木材中赋予木材颜色的成分。这是通过在酸性环境中用醋酸盐缓冲液和亚氯酸钠进行化学处理，同时诱导加热来实现的，木材样品由此变白。然后将样品放入真空干燥器中，脱木素化学品首先与乙醇交换，然后与丙酮交换。乙醇可防止纤维收缩，丙酮可去除木材结构中的最后化学残留物。在最后一步聚合物渗透之前，甲基丙烯酸甲酯单体聚合成低聚物。然后在真空条件下将它们渗透到木材样品中，在那里它们聚合成聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)。PMMA 具有与木材相似的折射率，这减少了光散射并增加了样品的透明度。然后将木材样品包装在两块玻璃板之间，用铝箔包裹，并在烤箱中加热以完成聚合。此后，获得透明的木材片。对木材样品的光学特性和形态进行了表征。为了确定光学特性，测量了透射率和雾度。透射率表示有多少光可以穿过样品，而雾度表示与透射率相关的光散射量。这些参数是根据 ASTM D1003“透明塑料雾度和透光率的标准方法”测量的。使用扫描电子显微镜 (SEM) 表征样品的形态，并获取高分辨率图像。通过这些图像，可以分析木材样品的微观结构，并评估脱木素和聚合物渗透的程度。光学特性测量结果表明，轻木的透光率最高（81-87%），其次是桦木（74-83%），然后是白蜡木（早材 66-78%，晚材 74-83%）。此外，轻木的雾度约为 65-70%，桦木约为 70-75%，白蜡木约为 74-80%。分析 SEM 图像后，得出结论：轻木的脱木素程度最高。这是通过观察纤维之间的细胞壁角来确定的，未经处理的木材中细胞壁角充满了木质素。观察到这些空间在脱木素的轻木中大多是空的，这表明这种木材的脱木素程度最高。由于所有样品中都有气穴，因此三种木材的聚合物渗透程度被认为是相同的。总的来说，这导致轻木是三种木材中最透明的，因此可以认为它最适合这种制造方法。
使用...制造的光学透明木材的分析
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