PVA/CNF/MBP涂布对纸张疏水防油性能研究

实验用涂布原纸和竹粉由浙江金昌特种纸股份有限公司提供，涂布原纸（以下简称“原纸”）性能如表1所示。纤维素纳米纤丝（CNF），平均长度2.4 µm，平均直径28.7 nm，由浙江金加浩绿色纳米材料股份有限公司提供。聚乙烯醇（PVA），分析纯，国药集团化学试剂有限公司。蓖麻油、正庚烷，均为分析纯，阿拉丁试剂（上海）有限公司。甲苯，分析纯，浙江汉诺化工科技有限公司。

AH-pilot2018高压均质机，上海帝博思生物科技有限公司。JM-L65胶体研磨机，温州市龙湾永兴华威机械厂。200T多功能粉碎机，永康市铂欧五金制品有限公司。Esiproof手工涂布机，佛山市翁开尔贸易有限公司。PWA-01纸张Cobb吸水率测试仪，四川长江造纸仪器有限责任公司。OCA40 Micro表面接触角测试仪，德国Dataphysics。TTM电脑抗张试验机，杭州轻通博科自动化技术有限公司。Phenom pro台式扫描电子显微镜（SEM），复纳科学仪器（上海）有限公司。KQ-300DE数控超声波清洗器，昆山市超声波仪器有限公司。T18 digital ultra turrax分散机，德国IKA公司。

机械法制备微纳化竹粉：用粉碎机将竹粉粉碎至125目，加蒸馏水将其配成质量分数1%的悬浮液，循环研磨30 min，再在100 MPa压力下对其高压均质5次，得到微纳化竹粉（MBP）。

竹粉三维尺寸的测量：使用Nano measurer软件对竹粉的SEM图进行统计分析。

将一定量的CNF与去离子水充分混合，在90 Hz下超声分散15 min后得到CNF悬浮液，再向其中加入10 g PVA颗粒，升温到60℃，让PVA颗粒吸水润胀30 min后，用超声波分散15 min，再升温到90~95℃使其充分溶解。在溶液中加入一定量的微纳化竹粉，均匀分散后，超声处理15 min，静置脱泡。

将原纸铺平夹持在涂布机上，移取适量涂布液进行涂布后，将纸放置于80℃的烘箱中干燥15 min，然后称量质量，计算涂布量。多次涂布，得到所需涂布量的涂布纸。

使用蓖麻油、甲苯、正庚烷3种化学物质，根据TAPPI T559cm-12分别配制出1~12级的不同表面张力的测试溶液。纸张测试时从最高防油等级测试液开始，缓慢将测试液体从13 mm的高度滴到待测试纸上，15 s后用干净的棉签擦去纸上的油，观察纸张表面的浸润情况^[14]。

（1）纸张接触角

根据ASTM D 724—1999，采用表面接触角测试仪对样品表面接触角进行测试，测试液为蒸馏水，当液滴滴下后进行拍摄。

（2）纸张吸湿率

根据GBT 1540—2002，采用纸张Cobb吸水率测试仪测试纸张的吸湿率。

根据GB/T 453—2002，用抗张强度测定仪对纸张抗张性能进行测定。

图1(a)为125目竹粉的SEM图。从1(a)可以看出，未处理的竹粉表面较为粗糙，平均长度166.8 µm，平均宽度23.5 µm。图1(b)为MBP的SEM图。从1(b)可以看出，MBP以片状结构为主，平均长度43.8 µm，平均宽度11.6 µm，平均厚度410 nm。

图1 竹粉和MBP的SEM图

Fig. 1 SEM images of bamboo powder and MBP