【摘 要】
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防水防油纸是一种对水和油有阻隔性的纸基材料,用于生产生活中的各种包装用途。传统方法多使用石油基化合物或含氟化合物来提升纸张对水或油的阻隔性,在纸张生产过程常使用大量有机溶剂,另外还存在含氟有机物的迁移及材料的可降解性等问题。随着人们环境保护和健康意识的不断加强,安全可靠易操作的方法和易降解的环保材料成为研究热点。本研究首先制备防水的涂层,利用硬脂酸改性经壳聚糖预处理后的样品,制备具有防水功能的纸张
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防水防油纸是一种对水和油有阻隔性的纸基材料,用于生产生活中的各种包装用途。传统方法多使用石油基化合物或含氟化合物来提升纸张对水或油的阻隔性,在纸张生产过程常使用大量有机溶剂,另外还存在含氟有机物的迁移及材料的可降解性等问题。随着人们环境保护和健康意识的不断加强,安全可靠易操作的方法和易降解的环保材料成为研究热点。本研究首先制备防水的涂层,利用硬脂酸改性经壳聚糖预处理后的样品,制备具有防水功能的纸张;然后将海藻酸钠和壳聚糖进行复配,改善纸张阻油性;最后将这两种方法结合,先在纸张的表面制备防油的涂层,继而进行疏水改性,从而制备防水防油纸并验证这两种方法配合使用的效果。首先,实验使用ZnCl2/壳聚糖（CA）溶液对滤纸进行预处理,然后用硬脂酸（SCA）对处理后的滤纸进行改性。通过正交实验法确立了最优的反应条件为:最佳条件为预处理温度70℃,加热时间2h,改性温度70℃,改性时间1h。接触角测量表明,SCA改性后的微/纳米表面结构使滤纸具有疏水性和耐水性。进一步研究发现,改性滤纸的吸水率在30s内下降为原来的7.1%,60s内下降至原来的12.8%,浸泡30s和60s后的改性滤纸的抗张强度提升明显,而透气性则降低至原先的3.6%。其次,制备不同比例壳聚糖/海藻酸钠的涂布液涂布纸张,并探讨了防水防油性以及透气率对涂布滤纸防油等级的影响。研究发现随着涂布量增加,防油等级达到12级。随着SA组分的减少以及CS组分的增加,防油效果也变得更好,但此时透气率也变得更小。纸张的透气性与防油等级呈负相关,纸张的透气率与纸张涂层的表面能均会影响纸张对油的阻隔性。最后,随着涂布量的增加,纸张防油等级也不断提升,当涂布量达到13.32g/m~2时,防油等级达到最高等级12;透气率随之降低。由于海藻酸钠具有亲水性,未经改性的纸张对水的阻隔性较差,对水的接触角在70～80°之间,在10s内纸张的疏水角度急剧下降,接触角为0,抗张强度也在60s的润湿后从最高的59.21k N/m降低到0,此外纸张光学性能也随涂布量的增加而缓慢增加。纸张经过改性后,防油等级均提升1～2个等级,透气率也随之降低,纸张对水的阻隔性与纸张物理强度也随涂布量上升。在对涂布量为13.23g/m~2的纸样改性时,硬脂酸因无法与锌离子结合而脱落,因此纸张对水的阻隔性以及光泽度/粗糙度和匀度均下降。
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