生物基多糖的疏水改性及其在纸基材料中的应用进展

纸基材料具有良好的应用性能,但较强的吸水性严重制约了其在很多领域的应用。采用石油基化合物进行疏水化处理会破坏纸基材料原本的可降解性。因此,目前研究人员更加关注以生物相容性好的生物基多糖作为疏水改性剂原料。本文综述了近年来生物基多糖在改善纸基材料疏水性方面的研究进展,重点介绍了纤维素、淀粉、壳聚糖、海藻酸盐等生物基多糖的疏水改性及其在纸基材料疏水化处理中的应用现状,并对未来发展趋势进行了总结与展望。

水性丙烯酸树脂黏结剂的制备及其对特种含能纸基材料的增强性能研究

以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺和丙烯酸为单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯及N,N'-亚甲基双丙烯酰胺作为功能单体,采用半连续乳液聚合法制备了水性丙烯酸树脂黏结剂。结果表明,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)添加量为11.2%时,乳液平均粒径为172.7 nm,黏度为14.9 mPa·s,并且在100℃下乳液性能保持稳定。接触角及力学性能测试表明,利用水性丙烯酸树脂黏结剂(GMA添加量11.2%)进行浆内施胶,特种含能纸基材料的应力由15.24 MPa增加至33.06 MPa,接触角由108.3°提高到113.3°。

2024纸基材料展览会重装启航 携创新展品及技术在杭州举办

2024年11月6—8日,由中国制浆造纸研究院有限公司主办的2024纸基材料展览会在杭州举办。本届展会为期3天,汇聚了国内外特种纸及其上下游相关领域的先进企业和专家学者,共同探讨纸基材料领域前沿技术和未来发展路径。

纸基材料在环保艺术装置中的创新应用

通过分析纸基材料的物理特性和创意表现,文章揭示了其在艺术装置中的多功能性和美学价值。文章选取Shigeru Ban纸管建筑和“The Paper Kite”装置艺术进行案例分析,展示了纸材料的创新应用,并探讨了其对社会文化和教育的深远影响。

壳聚糖/蜂蜡改善纸基材料水蒸气和氧气阻隔性能研究

围绕壳聚糖(CS)和蜂蜡(Wax)在改善纸基材料气体(水蒸气和氧气)阻隔性能方面开展研究,探讨了蜂蜡添加量及其与壳聚糖的复合方式(共混和分层)对纸基材料阻隔性能和涂层热稳定性能的影响。结果表明,涂布纸的水蒸气透过量随蜂蜡添加量的增加而降低,当蜂蜡添加量为15%时,在50%RH (相对湿度)条件下,分层涂布纸和共混涂布纸的水蒸气透过量分别降至21.87和24.13 g/(m^(2)·d),与纯壳聚糖涂布纸相比,分别降低了80.3%和78.2%,分层涂布纸与共混涂布纸的水蒸气透过量差异不大;在75%RH条件下,分层涂布纸(163.69 g/(m^(2)·d))和共混涂布纸(242.24 g/(m^(2)·d))的水蒸气透过量与纯壳聚糖涂布纸相比,分别降低了79.4%和69.5%,而与共混涂布纸相比,分层涂布纸的水蒸气透过量降低了32%。共混涂布纸和分层涂布纸的氧气透过量随着蜂蜡添加量的增加而增大,当蜂蜡添加量为15%时,分层涂布纸和共混涂布纸的氧气透过量仍低至70.19和101.75 cm^(3)/(m^(2)·d)。

分形维数对芳纶纸基材料结构和性能的表征

对位芳纶纸基材料因具有高强度、高模量和轻量化等特性而得到广泛的重视和应用,这些特性与其多孔结构有着密切关系。通过压汞法对芳纶纸基材料的多孔结构进行了研究,以多孔材料分形维数作为结构重要的评价指标,探讨了分形维数与芳纶纸基材料的多孔结构和宏观性能之间的函数关系。实验结果表明,芳纶纸基材料的孔隙结构呈现明显的分形特征,分形维数D=2.0~3.0;分形维数越大,孔比表面积越大,孔隙率提高,孔径增大,孔结构就越复杂和劣化,对应材料的拉伸指数、撕裂指数和耐压强度均下降。分形维数可作为芳纶纸基材料多孔结构特性的综合评价指标,并且与其宏观性能的相关性良好。

对位芳纶沉析纤维对芳纶纸基材料结构和性能的影响

对位芳纶沉析纤维是一种采用物理沉析法制备而得的新型芳纶纤维,为解析这种纤维的形态特征与其芳纶纸基材料(对位芳纶沉析纤维和对位芳纶短切纤维组成)结构和性能之间的相关性,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征了该纤维的表观形貌;通过纤维质量分析仪(Morfi Compact)分析了该纤维的形态参数;利用压汞仪(MIP)测定了芳纶纸基材料的孔隙结构参数;并探讨了对位芳纶沉析纤维对芳纶纸基材料孔隙结构和物理性能的影响。结果表明,对位芳纶沉析纤维呈薄膜褶皱状、形态细小、表面粗糙、易于分散;纤维质均长度为0.479 mm,细小纤维含量为71.9%,尺寸均一性好、细碎化程度高,利于芳纶纸基材料的复合增强;对位芳纶沉析纤维能显著改善芳纶纸基材料的结构,直接影响其机械性能和绝缘性能,最佳含量应为70%左右。

新型天然复合纸基材料对滤棒成型及性能的影响

考察了新型天然复合纸基材料(CAP,定量36 g/m2)的定量波动和滤棒压降的相关性,以确定CAP的定量标准;在相同工艺条件下,分别对CAP和纯木浆纸(CP,定量36 g/m2)的压深比例和滤棒压降的相关性进行了研究,并对CAP和CP滤棒压降的稳定性、滤材压深比例与滤棒压降的关系进行了比较。结果表明,当CAP定量波动在±1 g/m2范围内时,CAP定量波动与滤棒压降之间无相关性;当CAP定量波动超过±1 g/m2时,CAP定量波动对滤棒压降的影响较大;CAP和CP滤棒压降都随压深比例的增加而增大;当压深比例在20%～70%时,CAP的压深比例和滤棒压降的线性关系良好;与醋酸纤维滤棒复合后,CAP滤棒可设计成满足要求的复合滤棒。

NomeX纸基材料关键技术的分析

Nomex纸基材料作为结构材料、功能材料广泛应用于工业、交通、国防等各个领域,但目前该材料还完全依靠进口。本文针对Nomex纸国产化的关键技术,包括分散流送技术、斜网成形技术、热压技术等进行了系统分析,探讨了解决现存问题的方法。

对位芳纶沉析/短切纤维及其纸基材料性能的研究

为了解对位芳纶沉析纤维这种新型纤维和短切纤维的特性,并制备出高性能纸基复合材料,本文采用SEM表征了芳纶纤维的表观形貌;通过纤维质量分析仪(Morfi Compact)、保尔筛分仪测定了纤维的形态参数;分别探讨了沉析/短切纤维的处理工艺及配抄比例对纸基材料性能的影响,并利用TGA研究了纸基的热学性能。结果表明:短切纤维呈刚性圆柱状,两端粗细一致,表面光洁均整;沉析纤维呈薄膜褶皱状,形态细小,纤维均一性好,细碎化程度高,有利于纸基材料的匀度和强度;采用沉析纤维的打浆度60SR,短切纤维的分散剂用量0.3%,配抄比例7:3的工艺条件,将获得最佳机械性能和介电性能的芳纶纸基材料;这种纸基材料初始分解温度高达535℃,TG10%为560℃,说明其热学稳定性优异。

对位芳纶纸基材料的研究

研究了间位芳纶浆粕、环氧树脂和溶剂法增强对位芳纶纸的方法,比较了它们的微观形态、机械性能和热性能。结果表明:这3种方法都能有效地增强对位芳纶纸;KS纸在机械性能、热性能上均优于KE纸和KY纸。

响应面法优化纳米纤维纸基材料热压工艺的研究

采用响应面法中的Box-Behnken中心组合设计(BBD),研究了微纤化纤维素纳米纸基材料生产中热压工序的最佳工艺条件,并考察了热压温度、热压压力和热压次数3个因素对纸基材料抗张强度的影响,建立了相关的数学回归模型.实验结果表明:各因素对纸基材料抗张强度的影响显著性顺序为热压温度>热压压力>热压次数;优化后的工艺条件为:热压温度145℃,热压压力0.45MPa,热压次数5次,纳米纸基材料的抗张指数为86.29N·m/g,与模型的预测值基本相符.

PFI磨解对MFC及纳米纤维纸基材料性能的影响

微纤化纤维素(microfibrillated cellulose,MFC)是一种具有纳米尺度的新型纤维素纤维,具有极为广阔的应用前景。但工业化MFC产品存在尺寸分布和纤丝化程度不均一的问题,从而影响其使用。本文采用PFI磨解的方法对MFC进行后处理,结果表明:PFI磨解可显著提高MFC的均一性,磨解转数为20 000转时,小于200μm的组分含量可达到92.3%,纤维平均长度为42μm。MFC经PFI后处理可制备出具有更高性能的纸基材料,在磨解转数为60 000转时,紧度可提高66.13%,透明度可提高40.26%,吸收性下降45.83%。撕裂指数最高增幅为268.03%(10 000转),抗张指数可提高90.41%(20 000转)。

新型废纸脱墨剂的应用实例--蒲葵纸基材料废纸脱墨

研制了一种新型废纸脱墨剂。通过正交实验法确定了脱墨剂配方中各组分的配比用量及制备工艺路线，测定了脱墨剂的理化性能，并对蒲葵纸基材料废纸脱墨进行应用实验。结果表明，该新型废纸脱墨剂具有优良的脱墨效果。

探究碳量子点在纸基材料防伪印刷中的适性

随着科技发展,人们在不断寻找更加绿色环保的印刷材料,力求无污染、节能,并且更好地保证印刷质量。于是,绿色环保,具有良好荧光效果的碳量子点逐渐引起了人们的关注。本文对碳量子点墨水在纤维纸基防伪印刷中的可印刷性及荧光效果进行了分析测试,验证了其作为防伪墨水印刷清晰明亮的图案的可行性。

超疏水纸基材料的制备及应用领域

受自然界中超疏水现象的启发,超疏水材料受到越来越多的重视。纸基材料作为绿色可再生、生物可降解的柔性材料已成为重要的基础材料之一,如何将亲水性的纸基材料转变为超疏水材料是显著提升其利用价值的重要途径。本文综述了浸渍法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、等离子体沉积法和喷涂法等技术对纸基材料的疏水改性研究进展,介绍了超疏水纸基材料在防水、响应性能、微流体装置、油水分离膜和自清洁等领域的应用,并对其未来发展方向进行了展望。

水环境对聚酰亚胺纤维分散及纸基材料性能的影响

通过改变水环境的电导率、pH值、温度及纤维浓度并以正交试验加以优化,对聚酰亚胺短切纤维悬浮液的分散效果进行研究。采用纤维沉降度、吸光度、Zeta电位表征了不同水环境条件下聚酰亚胺纤维悬浮液的分散性能,确定了实验条件下最佳水环境的相关参数,优选出最适宜的纤维浓度,并对最佳水环境条件下分散后的纤维所成型的聚酰亚胺纤维纸基材料性能进行了探讨。结果表明,在实验条件下,当水体的pH值为6.0,水温为40℃,纤维浓度为4‰且水溶液电导率较低时,聚酰亚胺短切纤维的分散性能更好,成纸孔径分布更加均匀,在此分散工艺下成形的纸基材料的拉伸强度指数为35.9 N/mg,撕裂指数为40.1 mN·m 2/g。

纸基材料水蒸气阻隔性能的研究现状及发展趋势

本课题从纸基材料(PBM)的多层级结构和物化改性方法的角度,系统阐述了PBM水蒸气阻隔性能的研究现状及发展趋势。首先,分析了水蒸气阻隔的特殊性及在PBM不同层级结构上的传输机制;其次,论述了PBM的3D网络内部结构修饰处理对水蒸气阻隔性能影响的研究进展;再次,基于PBM界面结构的改性研究,对比分析了各类阻隔性涂层对水蒸气阻隔性能的影响;最后重点总结了超疏水PBM的研究现状,分析了超疏水性能和水蒸气阻隔性能之间的协同对立关系,探讨了改善超疏水PBM水蒸气阻隔性能的必要性,并为超疏水PBM实现实际应用提出了研发思路和方向。

淀粉衍生物在纸基材料中的应用研究进展

淀粉在自然界含量丰富,可再生,可降解,绿色无污染,在造纸工业广泛使用。随着社会对纸张性能要求的提高,单纯使用淀粉做纸张助剂逐渐满足不了使用需求,研发高性能的淀粉衍生物造纸助剂开始成为热点。文章主要介绍了淀粉基金属纳米复合物、淀粉与多糖混合物在纸基材料的应用研究现状,并对淀粉及其衍生物未来发展进行展望。

PEI改性纸基材料的制备及其对水体主要污染物的去除

以麦草高得率浆为原料,戊二醛和聚乙烯亚胺为改性试剂,通过造纸工艺制得低成本、高湿强、具有优异吸附性能和油水分离性能的多功能纸基材料。改性纸基材料表面引入了大量氨基,含量可达3.33 mmol/g;其内部纤维间形成了共价键交联网络结构,湿抗张指数达到干抗张指数的29%。吸附实验研究表明,该纸基材料对吸附质的吸附动力学和热力学分别较好地拟合了准二级方程和Langmuir模型,其对刚果红和Pb的实际吸附容量分别为89.26和190.1 mg/g;理论最大吸附容量分别为91.04和232.4 mg/g。聚乙烯亚胺改性纸基材料对大豆油和正己烷的水下油接触角分别为152.5°和151.7°,具有水下超疏油性;此外,其对水包油乳液(平均粒径50μm)的分离效率达到99.4%,膜通量达到12560 L/(m^(2)·h)。