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目前普遍使用的食品包装材料为塑料制品,或含有塑料成分。其废弃后对环境造成了严重污染,即人们所说的白色污染。寻找一种质优价廉且对环境友好的新型食品包装材料已成为解决白色污染问题的重要途径。“以纸代塑”,一方面可以充分利用自然环境中含量丰富、价格低廉、再生周期短的植物纤维原料;另一方面所制成的食品包装纸品可降解、可回收,因此,是最有效的食品用塑料制品包装材料的替代品。但未经处理的纸张并不具有阻止各种油液的渗透与扩散的能力。纸张须经过防油剂的处理后,方能具有防油性能。因此防油剂的研制,是解决纸张防油问题的关键。
本文的主要工作就是研制新型的纸张用防油剂。含氟防油剂,具有优良的防油性能,其作为防油剂,已在造纸工业中得到应用。国内纸张含氟防油剂研究较少,目前国内使用的纸张用含氟防油剂完全依赖进口。本文选取全氟正辛基磺酰氟为合成含氟防油剂起始原料,合成了7种不同结构的含氟防油剂,其结构可表示为:Rf—x,Rf-表示含氟链段,-X表示亲水性基团。其中,两种是全氟烷基磷酸酯阴离子型含氟防油剂;另外五种是季铵盐类阳离子含氟防油剂。本文应用IR、1HNMR、19FNMR等手段分析了合成产物的分子结构,并对其结构进行了表征。
本文系统研究了所合成的含氟防油剂的应用性能。通过将含氟防油剂单独用于纸张防油整理以及将含氟防油剂与聚乙烯醇、氧化淀粉联合使用对纸张进行表面施胶处理。对整理后的纸张进行了一系列性能测试,结果表明整理后的纸张具有良好的防油性能。本文还深入研究了防油整理的条件,如干燥温度、时间、含氟防油剂用量等,对整理后纸张的防油性能的影响,得到了合适的纸张防油整理工艺。
本文对所合成的含氟防油剂的防油性能与分子结构之间的关系进行了初步探讨。本文的研究工作为新型的纸张用含氟防油剂的制备及应用提供了一条途径。