Page 46 - 《精细化工》2021年第12期

·2408· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

本较高。可采用接枝共聚的改性方法，将具备疏水 密薄膜，且涂布纸样表面光滑没有明显孔隙（图 8）。
功能的聚合物接枝到壳聚糖的羟基或氨基等活性基 且与原纸相比，涂布纸的抗张强度和环压强度略有
团上，可有效提高壳聚糖基防油剂的防水性能，且 提高。HAMFANI 等 [25] 将廉价玉米醇溶蛋白溶液与
弥补了双层涂布法的缺陷。 壳聚糖-g-PDMS 溶液共混，制得改性防油剂，降低
LI 等 [57] 以单氨丙基封端的 PDMS（PDMS- 成本的同时有良好的应用效果。涂有壳聚糖-g-
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NH 2 ）、六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDIT）和壳聚 PDMS/玉米醇溶蛋白纸样的 60 s Cobb 值为 21.0 g/m ，
糖为主要原料，首先使 HDIT 中的异氰酸根与 与原纸相比下降 50%；原纸和玉米醇溶蛋白涂布纸
PDMS-NH 2 中氨基的活泼氢反应，制得中间产物 的 Kit 防油等级均为 0/12 级，而壳聚糖-g-PDMS/玉
（PDMS-NCO），再将 PDMS-NCO 滴加到壳聚糖溶 米醇溶蛋白涂布纸的 Kit 防油等级达到了 11/12 级。
液中，制得壳聚糖-g-PDMS 溶液，合成路径如图 7 聚乙烯醇（PVA）是一种易溶于水、能生物降解的
所示。将壳聚糖-g-PDMS 胶束水分散溶液涂布于纸 廉价生态友好型有机高分子材料，具有良好的氧气
张，并考察纸张的防水、防油性能。结果表明，改 阻隔性能和防油性能 [58-59] 。NAIR 等 [60] 将 PVA 与壳
性壳聚糖基防油剂涂布纸具有更好的防油和防水性 聚糖-g-PDMS 机械共混制得价格相对低廉的改性防
能。P 2 C-p （PDMS 的质量为壳聚糖质量 2 倍的涂 油剂。将改性防油剂涂布纸张后，纸张的防水和防
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布纸样）的 60 s Cobb 值为 9.89 g/m ，与原纸相比下 油性能显著提升，PVA/壳聚糖-g-PDMS 涂布纸〔V
降了 63.37%；其水蒸气透过率（WVTR）比未涂布 （PVA）∶V（壳聚糖-g-PDMS）=8∶2〕的 60 s Cobb
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纸降低了 48%；与纯壳聚糖涂布纸相比，其 Kit 防 值为 24.6 g/m ，比原纸下降了 62%，Kit 防油等级
油等级从 7.6/12 级增至 11.7/12 级，防油性能显著提 由原纸的 0/12 级提升至 7/12 级。同时，涂布纸的抗
升。扫描电镜分析表明，原纸表面粗糙多孔，而壳 水蒸气渗透能力也得到提升，涂布纸的水蒸气传输
聚糖涂布纸和壳聚糖-g-PDMS 涂布纸表面均形成致 系数（WVP）比原纸下降了 69%。

图 7 壳聚糖-g-PDMS 的合成路径 [57]
Fig. 7 Synthesis route of chitosan-g-PDMS [57]

图 8 原纸（a）、壳聚糖涂布纸（b）和壳聚糖-g-PDMS 涂布纸（c）的 SEM 图 [57]
Fig. 8 SEM images of base paper (a), chitosan coated paper (b), and chitosan-g-PDMS paper (c) [57]

PDMS 接枝改性壳聚糖的涂层能够赋予纸张良 以壳聚糖、蓖麻油（CO）、异佛尔酮二异氰酸酯
好的防水防油性能，然而 PDMS 价格高昂，不利于 （IPDI）为主要原料，首先 CO 与 IPDI 反应制得中
壳聚糖基防油剂的大规模应用。与 PDMS 相比，植 间产物异氰酸根封端的蓖麻油（CO-NCO），随后将
物油具有来源广泛、价格低廉、可再生等优点，而 CO-NCO 加入壳聚糖溶液中反应制得壳聚糖接枝蓖
结构中的长链疏水烷基赋予其优异的耐水性，已被 麻油（壳聚糖-g-CO），合成路径如图 9 所示。结果
广泛用于化妆品、医疗和制药等领域 [61-63] 。LI 等 [64] 表明，壳聚糖-g-CO 涂布纸的 Kit 防油等级随壳聚糖