Блог

Mar 01, 2024

Вода и масло

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 12292 (2023) Цитировать эту статью 334 Доступ 1 Подробности об альтметрических метриках В этой статье описаны три вида микро-нано-бамбукового порошка (MBP) и алкилкетена.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 12292 (2023) Цитировать эту статью

334 доступа

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В этой статье к покрытию из поливинилового спирта/целлюлозного нановолокна (ПВС/УНФ) были добавлены три вида микро-нано-бамбукового порошка (MBP) и димера алкилкетена (AKD) для получения бумаги с покрытием PVA/CNF/MBP и бумаги с покрытием PVA/CNF. Мелованная бумага /М-МБП/АКД. Результаты показали, что MBP улучшил олеофобность покрытия PVA/CNF, а степень жиростойкости бумаги с покрытием PVA/CNF/B-MBP и PVA/CNF/M-MBP достигла самого высокого уровня с номером комплекта 12. Среди бумага с покрытием PVA/CNF/MBP, бумага с покрытием PVA/CNF/M-MBP обладает лучшими гидрофобными свойствами: угол смачивания водой и значение Кобба составляют 74° и 21,3 г/м2 соответственно. Кроме того, когда дозировка AKD составляла 0,2% в покрытии PVA/CNF/M-MBP/AKD, номер набора мелованной бумаги составлял 11, число Кобба составляло 15,2 г/м2, угол контакта с водой составлял 103°, и было обнаружено, что прочность на разрыв немного увеличилась. Таким образом, по сравнению с бумагой с покрытием PVA/CNF, бумага с покрытием PVA/CNF/M-MBP/AKD имеет хорошую прочность и превосходные гидрофобные и олеофобные свойства.

Разработка гидрофобной и жиронепроницаемой бумаги принесла большие удобства в область упаковки масел и жиров, которая охватывает пищевую, промышленную, медицинскую и другие области1. Чтобы улучшить гидрофобные и олеофобные свойства бумаги, необходимо повторно обработать бумагу-основу. Как мы все знаем, бумага-основа состоит из растительных волокон. Гидрофильность целлюлозы и пористость поверхности бумаги определяют, что бумага-основа не может обладать гидрофобными и олеофобными свойствами2. Поэтому необходимо нанести покрытие (напылить плотную полимерную пленку или нанести маслостойкий агент) на поверхность бумаги для достижения олеофобности бумаги.

Полимер распыляется на поверхность бумаги, образуя пластиковую пленку, которая эффективно предотвращает контакт бумаги с жиром. Однако полимеры, такие как полиэтилен, полипропилен и поливинилхлорид, имеют стабильную структуру и длительное время естественного разложения, что оказывает воздействие на окружающую среду и организмы3. Фторсодержащее маслоотталкивающее покрытие имеет низкую поверхностную энергию, что приводит к более высокой олеофобности мелованной бумаги. Однако фторсодержащие вещества разлагаются под действием высокой температуры и попадают в организм человека с пищей, что может вызвать различные хронические заболевания и даже рак4, 5. Поэтому необходима разработка экологически чистой пергаментной бумаги для замены обычной жиронепроницаемой бумаги. бумага.

Тьяги и др.6 подготовили барьерные покрытия из композита CNC с использованием нанокристаллов целлюлозы (CNC), нанонаполнителя монтмориллонитовой глины, соевого белка и димера алкилкетена. Было обнаружено, что количество комплектов бумаги с композитным покрытием CNC составляло 6. Аналогичным образом, количество комплектов картонов с покрытием из целлюлозного нановолокна/карбоксиметилцеллюлозы, приготовленных Мажари Мусави и др.7, также составляло 6. Кроме того, Шэн и др.8 подготовили нетоксичная, не содержащая фтора, жиронепроницаемая бумага с покрытием из альгината натрия (SA)/карбоксиметилцеллюлозы натрия и SA/альгината пропиленгликоля, максимальное количество комплектов достигало 9. Вес покрытия является одним из важных факторов, влияющих на барьерные свойства бумага с покрытием. Юк и др.9 исследовали различные типы барьерных покрытий из нанофибрилл целлюлозы и их барьерные свойства и обнаружили, что для придания бумагам эффективных барьерных свойств желательна плотность покрытия не менее 10 г/м2. Бумага с покрытием AKD-CNF имела хорошие гидрофобные свойства при угле контакта с водой до 113°, но ее олеофобные свойства все еще были неудовлетворительными для набора № 9.

Поливиниловый спирт (ПВС) и целлюлозные нановолокна (ЦНВ) являются подходящими материалами для покрытия с хорошими пленкообразующими свойствами и являются биоразлагаемыми10, 11. Фадель и др.12 изучали УНВ, выделенные из жома сахарной свеклы (СБП) с помощью двух методов, они обнаружили, что Пленки ADCNF показали лучшие характеристики, чем пленки DHCNF с углом смачивания водой 59,0° ± 1,73, а масло проникает в бумагу более 45 минут (объем покрытия 10 г/м2). Кроме того, они также изучили бумагу с покрытием CNF/наночастицы хитозана (CHNP) и обнаружили, что водопоглощение составляет 81 г/м2, а маслостойкость составляет 78 с13. Согласно предыдущим исследованиям автора было установлено, что покрытие ПВС/УНФ обладает гидрофобными и олеофобными свойствами, однако гидрофильность ПВС и липофильность УНВ ограничивают дальнейшее улучшение гидрофобности и олеофобности покрытия ПВС/УНФ14. Поэтому задача улучшения гидрофобности и олеофобности бумаги с покрытием ПВС/УНФ является сложной задачей.