一种再生纤维素基高强度导电复合打包带及其制备方法

本发明涉及纤维素基复合材料，尤其涉及一种再生纤维素基高强度导电复合打包带及其制备方法。

背景技术：

1、本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、打包带作为一种常见的包装材料，其主要用于封箱捆扎、货物运输等用途，目前市面上的打包带材质一般是由聚丙烯和聚酯两种塑料混合制成，然而这两者都属于石油基产品的衍生物，具有不可降解、污染环境且难以回收等缺点，这导致其在绿色包装领域的发展受到一定阻碍。因此，开发一种绿色可再生的高性能打包带迫在眉睫。

3、纤维素是一种天然高分子化合物，其廉价易得、绿色可再生且可生物降解，其难溶于普通的有机和无机溶液中，而离子液体可以直接物理溶解纤维素而不改变纤维素的内在分子结构且保留其官能团，得到的再生纤维素溶液具有流动性和可塑性，可利用模型工具将其铸造成各种结构和形状。为赋予再生纤维素材料新的功能特性，现有技术中往往在再生纤维素溶液添加各种功能性填料，而填料的添加可能会对再生纤维材料的力学性能产生影响。

4、对于打包带而言，一方面需要其具有高强度，以确保使用的可靠性；另一方面，如果能够利用检测设备实时监测其所处环境的湿度变化和受到外力作用的情况，就能有效降低不利于包装物品存储和运输的环境所造成的经济损失，而实时监测的实现则需要打包带具有良好的导电性和环境敏感性。因此，如何提供一种兼具高强度、良好导电性、良好环境敏感性和可生物降解的打包带，是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种再生纤维素基高强度导电复合打包带及其制备方法，该复合打包带具有良好的抗水性、生物降解性、导电性、力学性能，并且对水和对力作用感应具有高灵敏度。

2、第一方面，本发明提供了一种再生纤维素基高强度导电复合打包带的制备方法，包括如下步骤：

3、a)在不同注射器中分别注入纤维素溶液和纤维素/石墨烯复合溶液，将注射器针头完全浸入水中进行推丝，制备得到再生纤维素丝和再生纤维素/石墨烯复合丝；

4、b)将所述再生纤维素丝和再生纤维素/石墨烯复合丝混合后均匀铺放，用聚乙烯醇溶液均匀浇铸，然后干燥得到打包带半成品；

5、c)在再生纤维素膜上刷涂聚乙烯醇溶液后包裹所述打包带半成品，干燥，即得。

6、第二方面，本发明提供了提供了上述制备方法得到的再生纤维素基高强度导电复合打包带。

7、与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

8、本发明的制备方法简单、原料及设备成本低，能够制备得到具有良好力学性能、抗水性和导电性的绿色可降解打包带，并且对环境湿度变化和受外力作用程度反应灵敏，能够用于环境的实时监测，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种再生纤维素基高强度导电复合打包带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，注射器的推丝流量为8～15ml/min，注射器针头的直径为0.5～1mm。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，纤维素溶液的浓度为1～5wt％；所述纤维素/石墨烯复合溶液中，纤维素和石墨烯的质量比为1:0.8～1.2，纤维素的质量浓度为1～5wt％；纤维素溶液和纤维素/石墨烯复合溶液的溶剂为离子液体。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体选自1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丙基-3-甲基-咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基-咪唑氯盐或1-乙基-3-甲基咪唑氯盐中的任意一种。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述推丝步骤结束之后，还包括将得到的再生纤维素丝和纤维素/石墨烯复合丝在水中浸泡20～30h，然后在60～90℃下真空干燥的步骤。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，所述铺放的宽度为8～15mm，铺放的厚度为0.2～1mm；所述再生纤维素丝和再生纤维素/石墨烯复合丝的用量比为5～12:1。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)和步骤c)中的聚乙烯醇溶液的浓度为5～15wt％，聚乙烯醇溶液的溶剂为水；步骤b)和步骤c)中的干燥优选为真空干燥，干燥温度为60～90℃，干燥时间为2～5h。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中，再生纤维膜的厚度为0.2～1mm；所述再生纤维素膜由纤维素溶液经刮膜、水中浸泡、干燥制得。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中，在再生纤维素膜的一面上刷涂聚乙烯醇溶液，然后用刷涂聚乙烯醇溶液的一面包裹所述打包带半成品；所述包裹为紧密包裹，包裹层数为1～3层。

10.如权利要求1～9任一项所述的制备方法得到的再生纤维素基高强度导电复合打包带。

技术总结本发明公开了一种再生纤维素基高强度导电复合打包带及其制备方法，属于纤维素基复合材料技术领域。本发明的制备方法包括如下步骤：在不同注射器中分别注入纤维素溶液和纤维素/石墨烯复合溶液，将注射器针头完全浸入水中进行推丝，制备得到再生纤维素丝和再生纤维素/石墨烯复合丝；将所述再生纤维素丝和再生纤维素/石墨烯复合丝混合后均匀铺放，用聚乙烯醇溶液均匀浇铸，然后干燥得到打包带半成品；在再生纤维素膜上刷涂聚乙烯醇溶液后包裹所述打包带半成品，干燥，即得。本发明的制备方法简单、原料及设备成本低，能够制备得到具有良好力学性能、抗水性和导电性的绿色可降解打包带。技术研发人员：王宝斌,王笑,杨桂花,陈嘉川,姚伟,常永贵,程勇受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）技术研发日：技术公布日：2024/7/29