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·1238· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

成膜时发生迁移，占据膜与空气界面，进而使乳胶 2.8 纸张防水防油性能
膜表面疏水性能得到改善。 未施胶前纸张对水（a）和二碘甲烷 （b）的接

触角和施胶后对水（c）和二碘甲烷 （d）的接触角
见图 8。由图 8 可以看出，未表面施胶的纸张对水
和对二碘甲烷的接触角分别为 58.5和 17.5，基本
不具备防水防油性能，经施胶剂处理后的纸张对水
和对二碘甲烷的接触角分别达到 147和 133，说明
通过预期的分子设计实现了对纸张防水防油性能的
显著提升。

图 6 乳胶膜的接触角照片
Fig. 6 Contact angle photos of latex films

2.7 纸张扫描电子显微镜照片
图 7a、c 分别为未施胶剂时纸张表面放大不同
倍数的 SEM 照片，b、d 分别为加入 TiO 2 改性含氟
聚丙烯酸酯施胶剂后的纸张表面放大不同倍数的
SEM 图。由图 7 可以看出，未加施胶剂前，纸张表
面粗糙，纤维之间的空隙多而大，纤维疏松。而加

入施胶剂后时，纸张表面的孔洞有一定程度的覆盖， 图 8 表面施胶前后纸张对水和 CH 2 I 2 的接触角照片
Fig. 8 Contact angle photographs of H 2 O and CH 2 I 2 on the
沟壑明显变少，比较光滑。因为聚合物分子中的极
paper before and after surface sizing
性基团带正电性，而纸张纤维带负电，由于静电引
力，会使纤维间距离缩短，同时纤维表面也被一层 3 结论
薄薄的聚合物乳胶膜包裹住。聚合物的支链有全氟
基团，氟原子的半径小，电负性强，会降低聚合物 （1）用 KH-570 改性纳米 TiO 2 后，与 FM 等乙
的表面自由能，起到防水防油的作用，当聚合物包 烯基单体共聚，制得了性能稳定的活性纳米 TiO 2 改
性含氟聚丙烯酸酯复合乳液。FTIR 测试结果表明，
裹在纸张表面时，纸张也随之具有防水防油的能力。
氟硅单体均参与了共聚反应。
这也表明施胶剂与纸纤维结合性比较好，最终达到
（2）AFM 测试结果表明，加入 TiO 2 后，涂膜
纸张纤维排列紧密且表面较为光滑的防水防油效果。
凸起峰的高度和致密程度提高。TEM 显示，乳胶粒

呈球形分布，颗粒表面光滑，粒径分布较为均一，
基本没有发生团聚。TG 表明，随着纳米 TiO 2 及含
氟单体的引入，乳胶膜的耐热稳定性进一步增强。
（3）接触角测试结果表明，纳米 TiO 2 及氟硅单
体的加入使涂膜对水及油的接触角大大提高，对水
和二碘甲烷的接触角分别为 125及 110。
（4）复合乳液用作表面施胶剂结果表明，纸张
对水接触角为 147，对二碘甲烷接触角为 133，SEM
表明，施胶后纸张纤维表面较为光滑，且纤维排列紧
密，纸张防水防油性随着氟单体的引入而显著提高。

参考文献：

图 7 纸张表面的 SEM 照片 [1] Ye Y Z, Zeng X R, Li H Q, et al. Synthesis and characterization of
Fig. 7 SEM images of paper surface nano-silica/polyacrylate composite emulsions by sol-gel method and