本发明专利技术涉及一种高强度纤维素基复合薄膜及其制备方法。本发明专利技术以纤维素微纤水分散液为水相，液体石蜡/聚烯烃弹性体混合物为油相，将油相和水相按照一定的水油质量比混合，经过高速剪切后得到纤维素微纤/液体石蜡/聚烯烃弹性体乳液。将上述乳液浇铸到模具中，在不同温度下热压成型并除去水分。最后，在高温下压光得到纤维素微纤/液体石蜡/聚烯烃弹性体复合薄膜。所提供的技术方案原料简单、操作工艺简便、无溶剂、绿色环保。纤维素微纤在纤维素微纤基复合薄膜的含量高达61.5％，该复合薄膜具有良好透光率和高拉伸强度。解决了工艺复杂，纤维素在聚合物中分散不均匀和界面相容性差的问题，以及纤维素在聚合物基复合材料中纤维素含量低的技术缺陷。含量低的技术缺陷。含量低的技术缺陷。
【技术实现步骤摘要】
一种高强度纤维素基复合薄膜及其制备方法
[0001]本专利技术属于植物纤维基复合材料
，具体涉及一种高强度纤维素基复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
[0002][0003]纤维素微纤是一种直径在1
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100nm之间，长度低于20μm的高度润胀的胶体状纤维素，是来源最广泛的天然高分子聚合物之一，具有高强度、可生物降解、可再生等优点。利用纤维素微纤作为聚合物的增强材料可以制备高性能的复合材料，这种复合材料结合了两种或多种组分的优点，拥有单一组分无法比拟的优势。纤维素微纤可以极大增强聚合物基体，聚合物也能够赋予纤维素微纤更好的弹性和塑性。目前，纤维素基复合材料主要通过双螺杆挤出法制备，该方法一般是把未改性的或者疏水改性的纤维素干燥成粉末，然后和聚合物一起加入到双螺杆挤出机中，在高温、高剪切力下熔融共混，得到纤维素增强的聚合物复合材料。在熔融共混过程中通常需要加入偶联剂，增加两者之间的相容性。专利申请201910485555.2中公开了一种聚乳酸/纳米纤维素/羟基磷灰石复合材料及其制备方法。将纳米纤维素/羟基磷灰石共混料与聚乳酸通过双螺杆挤出机在120
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170℃下熔融共混5
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8min；结果为聚乳酸拉伸强度由35MPa提高到40
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60MPa。专利申请201711027312.1中公开了一种聚乳酸/纤维素生物基可降解复合材料及其制备方法。将聚乳酸、右旋聚乳酸型聚氨酯弹性体、马来酸酐接枝聚乳酸和纤维素原料混合均匀，再加入至双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒,干燥得到复合材料；结果为聚乳酸拉伸强度由35MPa提高到45
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55MPa。熔融共混法是在高温下将熔融的聚合物与纤维素粉末混合并挤出成型，适合用于工业化大规模生产；但是亲水性的纤维素作为疏水聚合物基体的增强填料时，两者之间的相容性较差，纤维素很难在聚合物基体中均匀分散。这种方法不能从根本上解决纤维素在聚合物中分散不均匀和界面相容性问题，不能得到高力学性能的纤维素复合材料。
[0004]专利申请201810135500.4中公开了一种高透明纳米纤维素增强聚合物基复合材料的制备方法。利用纳米纤维素作为乳化剂稳定聚甲基丙烯甲酯，得到Pickering乳液，再经过抽滤、洗涤、干燥，以及热压工艺制得高透明的纳米纤维素增强聚合物基复合材料。聚甲基丙烯甲酯的拉伸强度由15MPa提高到30
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60MPa。但是，上述工艺均使用纳米纤维素，成本较高。因此通过简便、低成本的方法制备纤维素含量高的聚合物复合材料仍是一个亟待解决的难题。
技术实现思路
[0005]为解决以上技术问题，本专利技术的目的在于提供一种高强度纤维素基复合薄膜及其制备方法，所提供的技术方案原料简单、操作工艺简便、无溶剂、绿色环保。所制备的纤维素微纤基复合薄膜具有良好的拉伸强度和断裂伸长率，以及良好的透明度。
[0006]为达到上述目的，本专利技术是通过如下手段得以实现的：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种高强度纤维素基复合薄膜及其制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)将水相和油相经高速剪切制备得到水包油型乳液；所述水相选自纤维素微纤水分散液，所述油相选自液体石蜡/聚烯烃弹性体混合物；
[0009](2)将步骤(1)制备得到的水包油型乳液浇筑至模具中，热压成型并去除水分；
[0010](3)于高温下压光得到纤维素微纤/液体石蜡/聚烯烃弹性体复合薄膜。
[0011]作为优选地，步骤(1)中所述水相和油相的质量比为5
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100：1；更优选地，所述水相和油相的质量比为20
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50：1；最优选地，所述水相和油相的质量比为40：1。
[0012]作为优选地，步骤(1)所述纤维素微纤水分散液的浓度为0.5
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8％。
[0013]作为优选地，步骤(1)所述液体石蜡/聚烯烃弹性体混合物中液体石蜡的质量百分比为75
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95％，聚烯烃弹性体的质量百分比为5
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25％。
[0014]作为优选地，步骤(1)中所述高速剪切的转速为1000
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10000rpm，高速剪切的时间为3
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30min。
[0015]作为优选地，步骤(1)中所述高速剪切的温度为90
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150℃。
[0016]作为优选地，步骤(2)中所述热压成型的温度为40
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200℃，热压成型的时间为1
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10h。
[0017]作为优选地，步骤(3)中所述压光的温度为40
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200℃。
[0018]本专利技术第二方面提供了根据上述制备方法制备得到的高强度纤维素基复合薄膜。
[0019]本专利技术第三方面提供了根据上述制备方法制备得到的高强度纤维素基复合薄膜在工业包装和/或汽车复合材料制备中的应用。
[0020]本专利技术相对于现有的技术，具有如下有益效果：
[0021](1)本专利技术通过以纤维素微纤作为水相，以液体石蜡/聚烯烃弹性体混合物作为油相，通过选择特定的水油质量比，并经高速剪切搅拌形成质地均匀的水包油型乳液，并以此制备获得复合薄膜。所得的复合薄膜中纤维素含量大于50％，拉伸强度超过80MPa，透明度超过80％，可广泛于工业包装以及汽车复合材料制备进行大规模生产应用。
[0022](2)本专利技术所采用的原辅料中不额外添加有机溶剂，整个制备过程绿色环保，成本低廉。且制备工艺简单，反应条件温和，能够有效解决现有技术中所存在的工艺复杂、成本高、纤维素在聚合物基体中分散不均匀和界面相容性差、纤维素基填料在复合材料中含量低、所得符合材料力学性能差的技术问题。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例1中为纤维微纤/液体石蜡/聚烯烃弹性体复合薄膜的扫描电镜照片。
[0024]图2为本专利技术实施例1中不同水油质量比的纤维微纤/液体石蜡/聚烯烃弹性体复合薄膜的拉伸应力
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应变曲线图。
[0025]图3为本专利技术实施例1中不同水油质量比的纤维微纤/液体石蜡/聚烯烃弹性体复合薄膜的紫外
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可见光透射率曲线图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0027]实施例1
[0028]一种高强度纤维素基复合薄膜，其制备方法包括如下步骤：
[0029](1)以浓度为4％的纤维素微纤水分散液作为水相，以液体石蜡/聚烯烃弹性体混合物作为油相，其中油相中液体石蜡的含量为75％，烯烃弹性体的含量为25％；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高强度纤维素基复合薄膜及其制备方法，包括如下步骤：(1)将水相和油相经高速剪切制备得到水包油型乳液；所述水相选自纤维素微纤水分散液，所述油相选自液体石蜡/聚烯烃弹性体混合物；(2)将步骤(1)制备得到的水包油型乳液浇筑至模具中，热压成型并去除水分；(3)于高温下压光得到纤维素微纤/液体石蜡/聚烯烃弹性体复合薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述水相和油相的质量比为5
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100：1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述纤维素微纤水分散液的浓度为0.5
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8％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述液体石蜡/聚烯烃弹性体混合物中液体石蜡的质量百分比为75
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95％，聚烯烃弹性体的质量百分比为5
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25％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈港，叶芷欣，贺莹莹，陈瑾轩，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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