胡稳 陈港 等 浆纸技术

乳液、石蜡、树脂等高分子聚合物浸入纸张制备复合纸，其抗水、力学以及光学性能得到了大幅度提升。本文以可生物降解的羧甲基纤维素(CMC)和桉木浆为原料，通过造纸法和浸渍工艺制备CMC/木材纤维复合纸，并探究了CMC的浸渍量对复合纸光学、力学性能的影响。

溶解CMC

准确称量10gCMC粉末，接着量取790mL蒸馏水加入烧杯，然后将其置于水浴锅中，加热至72℃。同时，在1000r/min转速下将CMC粉末缓慢加入到蒸馏水中，搅拌1h，使其充分溶解，得到1wt.%的CMC溶液。

CMC浸渍纸张

将裁剪好的纸样放入玻璃培养皿中，滴加1wt.%的CMC溶液，然后在80℃条件下干燥3h，CMC/木材纤维复合纸中CMC的浸渍量分别为45%、55%、65%、75%，浸渍后复合纸的定量分别为64g/m2、78g/m2、100g/m2、140g/m2。

纸张表面微观形貌分析

普通纸张和CMC/木材纤维复合纸表面的扫描电镜(SEM)照片可以看出，纸张的表面纤维排列较为松散，且纤维之间的空隙较多，这种多孔结构有利于高分子聚合物浸入纸张内部。普通纸张经过CMC浸渍后，形成较为紧密的表面结构。

普通纸张的透光率较低，这是因为光线照射到纸张表面时，部分太阳光被反射，进入纸张内部的光线会发生强散射，使得纸张显现出较低的透明度和较高的雾度。

在普通纸张中浸渍CMC，复合纸的透光率随着CMC浸渍增加而提高，这是由于CMC逐渐渗透进入纸张纤维网络中，纸张内部的空气减少，从而降低了光散射作用，使CMC/木材纤维复合纸的透光率提高。当CMC浸渍量为65%时，复合纸在波长为550nm处的透光率达91%，CMC浸渍提高到75%时，复合纸的透光率几乎不发生变化。

虽然由CMC浸渍普通纸张制备的复合纸能够有效降低光线的后向散射，使得更多的光线沿着入射光的方向传播，但是桉木纤维引起透射光发生前向散射，所以经过CMC浸渍后得到的复合纸仍保持较高的雾度。普通纸张在波长为550nm处的雾度达99 %，当CMC浸渍量为65%时，复合纸的雾度为82%，继续增大CMC的浸渍量为75 %，复合纸的雾度下降到70%。

研究发现，透明纸雾度的可控，可满足许多器件的需求，高雾度的透明纸在太阳能电池衬底领域，有利于提高电池转化效率。

拉伸强度分析

普通纸张和CMC/木材纤维复合纸的拉伸应力-应变曲线，普通纸张的****拉伸强度为9MPa，CMC浸渍后的复合纸的拉伸强度得到了显著地提升。

耐折度分析

普通纸张的耐折度为3次，而在纸张中添加CMC之后，虽然复合纸的定量与厚度逐渐增加，但复合纸的耐折度急剧上升。

结论

（1）随着CMC浸渍量的增大，复合纸的透光率逐渐上升；

（2）CMC浸渍普通纸张有利于CMC/桉木纤维复合纸拉伸强度、耐折度的提升。