华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 54 ›› Issue (3): 172-184.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.250257
• 材料科学与技术 • 上一篇
刘超1,2 张昊宇1 王蒙1 贺雨谦1 何聪颖1 侯轶2 肖惠宁3
1.南京林业大学 轻工与食品学院/林产化学与材料国际创新高地,江苏 南京 210037;
2.华南理工大学 先进造纸与纸基材料全国重点实验室,广东 广州 510640;
3.Department of Chemical Engineering, University of New Brunswick, Fredericton,NB, E3B 5A3, Canada
LIU Chao1,2 ZHANG Haoyu1 WANG Meng1 HE Yuqian1 HE Congying1 HOU Yi2 XIAO Huining3
1. College of Light Industry and Food Engineering/ International Innovation Center of Forest Chemistry and Materials, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China;
2. State Key Laboratory of Advanced Papermaking and Paper-based Materials, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China;
3. Department of Chemical Engineering, University of New Brunswick, Fredericton, NB, E3B 5A3, Canada
摘要:
纸张纤维表面存在的大量亲水性羟基,影响了其在阻隔包装领域的应用。当前用于提高纸张阻隔性能的石油基材料多难以降解,而碱木质素凭借天然可降解与疏水、阻燃等特性,在阻隔包装材料的制备方面具有独特优势。为了深入探究碱木质素对包装纸疏水性能的影响,文中以碱木质素(A-Lig)为原料,使用棕榈酰氯和硬脂酰氯对A-Lig进行酯化改性,合成了木质素棕榈酸酯(Lig-P)和木质素硬脂酸酯(Lig-S)。然后基于A-Lig、Lig-P和Lig-S三种木质素配置涂布液,在原纸上喷涂,制得超疏水纸。采用红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、核磁(NMR)、扫描电镜(SEM)、热重(TGA)等分析对A-Lig、Lig-P、Lig-S的化学结构、微观形貌及热性能进行了表征。通过静态接触角、滚动角、吸水率、纸张表面水稳定性、自清洁性、力学性能等测试对原纸及涂布纸的微观结构、疏水性能和机械强度进行了表征。结果表明:酯化改性后的木质素上羟基被有效取代,脂肪族链被成功接枝,C-O键相对含量减少,热稳定性减弱。原纸(Bas-P)、A-Lig涂布纸(Lig-P1)、Lig-P涂布纸(Lig-P2)、Lig-S涂布纸(Lig-P3)的静态接触角分别为45.9°,83.5°,150.8°和151.6°,同时,Lig-P2和Lig-P3的滚动角分别为9.3°和3.5°,达到了超疏水效果,且二者的微观表面形成了类花瓣状微纳粗糙结构。Lig-P2和Lig-P3相较于Bas-P的拉伸强度略有降低,但断裂伸长率明显提高,纸张柔韧性增强。