通过微纤维化纤维素双层复合涂层进行功能性屏障和可回收的包装材料
Aakash Upadhyay1, Lucian Lucia2, Lokendra Pal1
1Department of Forest Biomaterials, North Carolina State University, 431 Dan Allen Dr., Raleigh, NC 27695, USA.
Carbohydrate polymers
|April 30, 2025
概括
一种新的双层复合涂层 (BCC) 增强了微纤维化纤维素 (MFC) 纸包装. 这种可持续的解决方案提高了耐水性和屏障性能,同时保持了可回收性和减少粘性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续的包装 包装是可持续的
背景情况:
- 微纤维化纤维素 (MFC) 提供了优良的气体和石油屏障特性,但其耐水性较差.
- 有限的耐水性限制了基于MFC的材料的工业应用.
研究的目的:
- 开发一种创新的双层复合涂层 (BCC) 用于纸包装.
- 为了提高耐水性,同时保持气/油屏障和MFC的可回收性.
主要方法:
- 一个BCC被设计成一个顶层的 styrene-butadiene合聚合物和纳米粘土用于疏水性和一个底层的MFC层.
- 扫描电子显微镜 (SEM),X射线光电子光谱 (XPS) 和飞行时间二次离子质谱 (ToF-SIMS) 用于表征.
- 评估了屏障特性 (水蒸气传导率,空气透性,耐油/油脂性) 和可回收性.
主要成果:
- BCC显示,水蒸气传递率降低了56%,空气透率降低了630倍.
- 在热油测试中实现了12级套件的油脂耐受性和<5%的体重增加.
- 确认了稳定的接口,防止了层层混合,并在回收过程中减少了粘性.
结论:
- BCC有效地提高了基于MFC的纸张的屏障性能和耐水性.
- 开发的系统提供了改进的可回收性和显著减少粘性.
- 这一战略使可持续的包装解决方案能够实现循环经济的功能障碍.
