【摘 要】
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育果套袋是生产无公害、优质、高品质绿色果品的一项卓有成效的措施。从本质上讲,育果套袋产业的发展取决于育果套袋纸生产技术的革新与进步。表面涂布技术具有成本低、易于工业化等优势,在育果套袋纸制备方面受到广泛关注。而涂料配方设计及稳定、均匀的涂料体系的构建是育果套袋纸涂布加工过程的关键环节。基于此,本工作以育果套袋纸为研究对象,对育果套袋纸涂料的制备及其涂布性能进行了研究,重点探讨了炭黑的水相分散及抗菌
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育果套袋是生产无公害、优质、高品质绿色果品的一项卓有成效的措施。从本质上讲,育果套袋产业的发展取决于育果套袋纸生产技术的革新与进步。表面涂布技术具有成本低、易于工业化等优势,在育果套袋纸制备方面受到广泛关注。而涂料配方设计及稳定、均匀的涂料体系的构建是育果套袋纸涂布加工过程的关键环节。基于此,本工作以育果套袋纸为研究对象,对育果套袋纸涂料的制备及其涂布性能进行了研究,重点探讨了炭黑的水相分散及抗菌剂的制备过程参数对育果套袋纸涂料及涂布性能的影响规律,旨在为高性能抗菌环保育果套袋纸的生产提供理论依据和技术支持。首先,以N-月桂酰肌氨酸钠和羟丙基甲基纤维素(HPMC)为复合分散剂,制备炭黑水相分散液,并对其分散性能进行了全面表征。实验结果表明,与空白样对比,加入4.0%复合分散剂后,炭黑水相分散液的分散稳定性大大提高,粘度从7.89 m Pa·s降低至5.02 m Pa·s,Zeta电位绝对值从13.72 m V增大至44.86m V,炭黑平均粒径从285.15 nm减小至190.23 nm,同一剪切速率下表观粘度和剪切应力均呈下降趋势。其次,通过环氧氯丙烷和三乙胺对松香表面羧基进行改性,合成松香基季铵盐抗菌剂。借助FT-IR、X射线衍射、DSC等测试手段对松香基季铵盐抗菌剂进行表征,分析其结构,并采用抑菌圈法和稀释涂布平板法对大肠杆菌(E菌)及金黄色葡萄球菌(S菌)进行抗菌试验。实验结果表明,产物表面存在C-C键、C-N键、C-O-C键、O-C=O(羧基)结合键,说明松香表面接枝了季铵基团,成功合成了松香基季铵盐抗菌剂。对比研究发现,合成的松香基季铵盐抗菌剂对E菌、S菌均有较强抑制作用,杀菌率达99.99%以上。随后,以炭黑水相分散液、超细高岭土和碳酸钙分散液为颜料,聚乙烯醇为胶粘剂,松香基季铵盐为抗菌剂,辅以其他助剂制备育果套袋纸涂料,重点探讨了炭黑水相的分散及抗菌剂对育果套袋纸涂料流变性能和保水性能的影响。稳态流变实验结果表明,育果套袋纸涂料稳态粘度随剪切速率的增大而降低,呈现明显的剪切变稀流体特性;炭黑分散液及抗菌剂的加入,引起涂料稳态粘度下降。动态粘弹性实验结果显示,含炭黑水相分散液的育果套袋纸涂料在低角频率作用下G’>G″,涂料体系表现为弹性形变特性;在高角频率作用下G’<G″,涂料体系表现为粘性形变特性。此外,保水性能实验结果表明,炭黑水相分散液及抗菌剂的加入均能改善涂料体系的保水性能,与空白样对比,涂料保水值从153.89g/m~2降低至61.56 g/m~2。最后,采用表面涂布方法制备育果套袋涂布纸,主要探讨了炭黑的水相分散及抗菌剂对育果套袋涂布纸的抗张强度、耐折度、透气度、表面吸水性和抗菌性能的影响。实验结果表明,炭黑的水相分散及抗菌剂的加入均有利于改善育果套袋涂布纸的相关性能。与涂布纸空白样对比,基于适宜的工艺条件获得的育果套袋涂布纸在抗张指数、湿抗张指数、耐折度、透气度、吸水性能方面均获得了较大的提升。同时,育果套袋涂布纸对S菌具有抗菌作用,而且抑菌能力随抗菌剂用量的增大而不断增强。
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