Page 82 - 《精细化工》2022年第11期

·2232· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

观测到，且显示出良好的抗菌和抗氧化活性。此外， （3）纤维素阻隔膜目前仅能实现水果生鲜类食
TOBC/THY/ANT 薄膜用于虾的保鲜和新鲜度实时 物的包装，产量有限；其他高湿敏性的粉体、医药
监控。这种基于指示剂的智能包装阻隔膜存在不稳 器械、柔性电子产品、特殊液体材料等，现阶段亟
定性，长时间会出现颜色响应不够准确的现象，因 需更多的靶向包装材料。如医药领域需要阻隔膜满
此，提高比色指示在纤维素膜中的稳定性是未来需 足低毒性及可降解性要求、柔性电子产品等需要一
要克服的难题。 定的透明度和抗紫外老化性能等，特殊液体材料还
柔性电子及 OLED 的封装对器件的寿命有至关 需要防腐蚀性能。因此，开发具有不同阻隔性能等
重要的影响，实现对外界氧气和水蒸气阻隔的同时， 级的包装膜是未来纤维素基多功能包装隔膜发展的
提供更多的智能化信息是电子封装材料发展的趋 重要方向。
势。SHI 等 [80] 通过在 CNF 基底上进行功能化涂层，
参考文献：
氟化改性的 SiO 2 /多壁碳纳米管不仅改善了纳米纤
[1] WU Y J, LIANG Y Y, MEI C T, et al. Advanced nanocellulose-based
维素的水分敏感性，还凭借导电性点亮了 LED 灯，
gas barrier materials: Present status and prospects[J]. Chemosphere,
该阻隔膜可以用于显示屏和柔性电子的封装。 2022, 286(3): 131891-131903.
[2] LEHRHOFER A F, GOTO T, KAWADA T, et al. The in vitro
5 结束语与展望 synthesis of cellulose-A mini-review[J]. Carbohydrate Polymers,
2022, 285: 119222-119232.
作为一种绿色可持续发展的天然高分子聚合 [3] XIA Q Q, CHEN C J, YAO Y G, et al. A strong, biodegradable and
recyclable lignocellulosic bioplastic[J]. Nature Sustainability, 2021,
物，纤维素及纳米纤维素的易加工、易改性等优势
4(7): 627-635.
使其具备作为高阻隔包装膜的潜质。目前，国内外 [4] TAMBE C, GRAIVER D, NARAYAN R. Moisture resistance
关于纤维素基阻隔材料的研究主要围绕再生纤维 coating of packaging paper from biobasedsilylated soybean oil[J].
素、基于纤维素衍生物以及纳米纤维素等的复合阻 Progress in Organic Coatings, 2016, 101: 270-278.
[5] HAN J W, RUIZ G L, QIAN J P, et al. Food Packaging: A
隔膜展开。零维和二维无机物对水蒸气和氧气的固 comprehensive review and future trends[J]. Comprehensive Reviews
有势垒，可以弥补纤维素本身的湿敏性和多孔性缺 in Food Science and Food Safety, 2018, 17(4): 860-877.
陷；通过与聚合物交联形成的紧密结合的共价键或 [6] KWON J H, JEONG E G, JEON Y, et al. Design of highly water
resistant, impermeable, and flexible thin-film encapsulation based on
离子键减小了分子链的自由体积，构建的坚固“砖
inorganic/organic hybrid layers[J]. ACS Applied Materials &
泥”结构实现了高阻隔。活性包装、智能包装等多 Interfaces, 2019, 11(3): 3251-3261.
功能材料更需要与其他组分进行多元复合，实现阻 [7] LEE Y I, JEON N J, KIM B J, et al. A low-temperature thin-film
encapsulation for enhanced stability of a highly efficient perovskite
隔外界环境的同时，还可以将包装袋内的信息主动
solar cell[J]. Advanced Energy Materials, 2018, 8(9): 1701928-
传递为物理信号或电化学信号，促进包装材料的信 1701936.
息化发展。 [8] LI Y, XIONG Y F, CAO W R, et al. Flexible PDMS/Al 2O 3
因此，开发多组分复合的新策略，制备高阻隔、 nanolaminates for the encapsulation of blue OLEDs[J]. Advanced
Materials Interfaces, 2021, 8(20): 2100872-2100881．
多功能的纤维素基包装阻隔膜，主要有以下 3 个关
[9] LIU A D, WALTHER A, IKKALA O, et al. Clay nanopaper with
键难题亟待解决： tough cellulose nanofiber matrix for fire retardancy and gas barrier
（1）纤维素的多羟基结构使其具有高亲水性， functions[J]. Biomacromolecules, 2011, 12(3): 633-641.
[10] MAO H Q, WEI C, GONG Y Y, et al. Mechanical and water-resistant
且与无机物或疏水性聚合物的均匀复合仍然是制备
properties of eco-friendly chitosan membrane reinforced with
高阻隔性薄膜的挑战。长链烷基等疏水基团的引入 cellulose nanocrystals[J]. Polymers, 2019, 11(1): 166-181.
在一定程度上可以增强膜的阻湿性，但也会阻碍纤 [11] YAO Y J, WANG H R, WANG R R, et al. Novel cellulose-gelatin
维素分子内氢键的形成，造成内聚力的下降，影响 composite films made from self-dispersed microgels: Structure and
properties[J]. International Journal of Biological Macromolecules,
了复合材料的力学性能。因此，开发新型制备方法
2019, 123: 991-1001.
改善多组分材料之间的相容性，实现复合膜力学和 [12] DASH K K, DEKA P, BANGAR S P, et al. Applications of inorganic
阻隔性的平衡，是制备纤维素基高阻隔膜的重要内容； nanoparticles in food packaging: A comprehensive review[J]. Polymers
(Basel), 2022, 14(3): 521-538.
（2）纤维素基高阻隔膜在各包装领域难以推广
[13] MU Z C, WU S F, HUANG X B, et al. High elongation and
的另一阻碍来自纳米材料类的成型方式，无论是溶 transparent nacre-inspired PVA/MMT nanocomposites[J].
液浇铸还是真空辅助自组装都需要较长的时间和较 Macromolecular Rapid Communications, 2021, 42(15): 2100229-
高的资金成本，实现卷对卷的工业化生产存在一定 2100237.
[14] GAO X, LI M, ZHANG H, et al. Fabrication of regenerated cellulose
的困难，尤其是活性包装和智能包装的纤维素阻隔 films by DMAc dissolution using parenchyma cells via low-
膜对生产方式和外界环境还需要更高的要求； temperature pulping from Yunnan-endemic bamboos[J]. Industrial