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第 5 期 张 鑫，等: 掺杂钨 VO 2 微胶囊智能控温包装纸的制备及性能 ·825·

吸收。随着时间的延长，纸页对水的吸收由渗透机
理转向扩散机理，导致接触角下降速率变缓，从而
吸收速率下降。但是经过智能控温涂料涂布的纸页
接触角下降程度都很小，纸页表面能够保持良好的
疏水性。

图 10 包装用纸（a）与智能控温包装用纸（b）的接触角
Fig. 10 Water contact angles of packaging paper (a) and
intelligent temperature control packaging paper (b)

图 8 智能控温包装纸的相对应元素面扫描分析
Fig. 8 Corresponding EDS mappings of intelligent 表 3 智能控温包装纸接触角的变化
temperature control packaging paper separators Table 3 Change of water contact angle of intelligent
temperature control packaging paper

接触 包装原纸 智能控温包装纸
时间/s
接触角/() 差值/() 接触角/() 差值/()
1 113.58 — 130.18 —
2 105.24 8.34 127.05 3.13
3 94.36 10.88 124.57 2.48
4 90.12 4.24 122.91 1.66
5 88.64 1.48 121.82 1.09

总差值 24.94 8.36
图 9 试样透气度对比图 注：—表示没有该项数值。
Fig. 9 Air permeability diagram of samples

2.7 智能控温包装纸的接触角测试 2.8 智能控温涂料对智能控温包装纸力学性能的
影响
表面的浸润性与许多物理化学过程，如吸附、
PCMs/W-VO 2 智能控温水性涂料的涂布量会对
润滑、粘合、分散和摩擦等密切相关。一般通过接
#
触角大小来表征物质的表面浸润性。通过考察 3 智 纸页的力学性能产生相应的影响。实验分别按 0、
2
能控温包装纸试样的接触角，可以衡量涂料的疏水 3.0、6.0、9.0、12.0 和 15.0 g/m 的 PCMs/W-VO 2
2
智能控温涂料涂布量，对定量为 120 g/m 的纸页进
性能及其表面涂布均匀性。如图 10 和表 3 可见，接
触时间为 5 s 时，包装原纸、智能控温包装纸与水 行涂布操作，图 11 为不同涂布量的智能控温包装纸
的接触角分别为 88.64和 121.82。因此，可以得出， 力学测试性能结果。可以看出，随着 PCMs/W-VO 2
经过涂布后的纸页接触角明显增大，即疏水性增强， 智能控温水性涂料涂布量的增加，纸张的抗张指数
说明智能控温包装纸的纸页表面不易被水润湿，在 和撕裂指数都大幅增加，这是由于在涂布过程中，
短时间内具有较好的疏水性。 智能控温涂料中的胶黏剂可以有效地与纸页表面
此外，可以根据接触角的变化速率来判断出纸 纤维结合，在纸页表面成膜，改善了纸页的机械性
页的抗水性能，接触角在单位时间内变化值越小， 能，并且提高了 PCMs/W-VO 2 微胶囊的粘结力及其
液滴对纸张的疏水效果越好。从表 3 可看出，所有 化学亲和性，考虑到智能控温涂料的经济因素，当
纸页随着时间的延长接触角下降，并且在液滴与纸 PCMs/W-VO 2 智能控温水性涂料用量达到 9.0 g/m 2
样接触 1~3 s 时降低速率较快。这主要是因为当液 时，抗张指数和撕裂指数分别可达到 6.84 kN/m 和
2
滴接触纸页时，由于渗透作用纸页对水进行了快速 22.69 (mN·m )/g。