Page 49 - 《精细化工》2021年第12期

第 12 期 朱清浩，等: 多功能壳聚糖基防油剂在防油纸中的研究进展 ·2411·

制率分别为 100%、75%和 94%；涂布于纸张后松节 77.32%。这是由于壳聚糖和酪蛋白之间的相互作用
油渗透纸张的时间由 6 s 增长至 78 s；涂布纸的抗张 在复合涂层中形成聚电解质的络合，这种络合使得
强度与原纸相比提高了 25%。 壳聚糖/酪蛋白在纸张表面形成更致密的薄膜，从而
综上，壳聚糖防油剂的抗菌改性主要是通过物 降低了水蒸气通过涂层的速率。
理混合的方法引入抗菌材料（金属纳米粒子、金属 纤维素纳米晶以其高比表面积和良好的机械性能
氧化物或乳酸链球菌素等）加至壳聚糖基防油剂中， 应用于纸张涂布可制备出阻隔性能良好的防油纸 [93] 。
并协同作用于微生物细胞膜，从而达到显著增强抗 CHI 等 [94] 以壳聚糖、纤维素纳米晶和羧甲基纤维素
菌能力的目的。 为主要原料，按一定比例将三者机械共混制得复合
2.3 水蒸气阻隔壳聚糖基防油剂 防油剂，将其涂布于纸张，探究复合防油剂对纸张
包装材料的重要作用之一是维持内部环境及内 防油性能、水蒸气阻隔性能和机械性能的影响。结
部产品质量的稳定，这就要求包装材料需具备一定 果表明，与未添加纤维素纳米晶的壳聚糖复合防油
的气体阻隔能力。水蒸气的渗透会导致内部产品发 剂相比，10%（纤维素纳米晶添加质量为复合防油
生变质，影响产品质量 [87] 。通过加入成膜性好的高 剂质量的 10%）添加量的纤维素纳米晶纸样的
分子材料或增塑剂能显著增强壳聚糖基防油剂的水 WVTR 降低了 40%，后者的 Kit 防油等级为 10/12
蒸气阻隔性能。 级，防油性能优异，且抗张强度有所增强。胡永辉 [95]
蜂蜡是工蜂腹部蜡腺分泌出来的一种脂肪性混 将壳聚糖溶液与阳离子淀粉按照一定比例共混制得
合物，具有可食用性、超疏水性和延展性，能在材 壳聚糖复合防油剂，涂布纸张后，复合防油剂涂布
料表面形成一层薄膜，具有成本低、经济实用等优 纸的 WVP 较原纸降低了约 61%，且纸张的防油等
点 [88-89] 。ZHANG 等 [90] 将熔融蜂蜡涂布在壳聚糖预 级为 5/12 级，达到食品包装纸的防油等级要求。
涂纸上，制得壳聚糖/蜂蜡双层涂布纸，研究其水蒸 由于壳聚糖和淀粉、纳米纤维素均为高分子聚
气阻隔和防油性能。结果表明，壳聚糖/蜂蜡双层涂 合物，两者复配性差，将壳聚糖选择性氧化制成双
布纸能够显著降低纸张的 WVTR，有效增强纸张的 醛壳聚糖，能大大增强其与其他天然生物高分子的
防油性能。与未涂布纸相比，壳聚糖/蜂蜡双层涂布 复配性能 [96-97] 。吕勇 [98] 以双醛壳聚糖和阳离子淀粉
2
2
的 WVTR 从 2877 g/(m ·d)降至 52.8 g/(m ·d)，见图 为主要原料，按一定比例共混制得复合防油剂，应
13。此外，根据 TAPPIT507 cm——99 标准方法，在 用于纸张涂布，探究其防油和水蒸气阻隔性能。结
2
涂布量为 5 g/m 时，仅质量分数为 1%的单层壳聚糖 果表明，由于双醛壳聚糖与阳离子淀粉交联程度增
涂布纸在 24 h 后检测到油点，而双层涂布纸在 48 h 加，复合防油剂的成膜性能增强，从而增强了纸张
后仍未检测出油点。 的防油性能、水蒸气阻隔性能和物理强度。当复合
防油剂中双醛壳聚糖的添加量为纸张质量的 0.3%
时，纸张的 Kit 防油等级为 10/12 级，涂布纸的 WVP
较原纸下降了 69.6%。随着涂布量增加，纸张的抗
张指数从 43.1 N·m/g 上升到 92.3 N·m/g，撕裂指数
2
2
从 12.8 mN·m /g 上升到 20.1 mN·m /g。
甘油作为增塑剂添加到聚合物中可以改善材料
的柔韧性、机械性能和渗透性 [99-100] 。据报道，甘油
等增塑剂可有效改善壳聚糖薄膜的力学性能和水蒸
气阻隔性 [101] 。WANG 等 [102] 以壳聚糖和甘油为原料，

采用将甘油和壳聚糖溶液共混的方法制得壳聚糖复
图 13 不同纸样的 WVTR [90]
Fig. 13 WVTR of different paper samples [90] 合涂料。将复合涂料涂布于牛皮纸上，探究甘油对
壳聚糖阻隔性能的影响。结果表明，与原纸相比，
酪蛋白酸钠具有良好的成膜性、成本低、可生 甘油-壳聚糖涂布纸的柔软性、防水性能、水蒸气阻
物降解等特性，其制成的薄膜无色、无味、透明， 隔性能显著提高。
具有良好的防油性能和气体阻隔性能，可应用于食 从上述讨论可知，水蒸气阻隔壳聚糖基防油剂
品包装 [91] 。KHWALDIA 等 [92] 将酪蛋白和壳聚糖涂 主要是通过加入成膜性能良好的聚合物或增塑剂，
布于纸张上，探究其对水蒸气的阻隔性能。结果表 填补纤维之间的孔隙，进而实现涂层抗水蒸气渗透
明，酪蛋白涂布纸的 WVP 较原纸下降了 64%，酪 的能力。然而，聚合物与壳聚糖基防油剂相容性较
蛋白/壳聚糖双层涂布纸的 WVP 较原纸降低了 差，而小分子增塑剂则易从防油剂体系中迁移析出。