具有高填充物含量的纸张,纳米纤维素可以作为保留和强化剂
Jiahe Li1, Roufen Wu1, Wen-Jun Wang1
1Key Laboratory of Biomass Chemical Engineering of Ministry of Education, State Key Laboratory of Chemical Engineering, College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, PR China; Institute of Zhejiang University - Quzhou, Quzhou 324000, PR China.
Carbohydrate polymers
|May 18, 2025
概括
植物性纤维素纳米纤维素 (CNFs) 通过提高填充剂保留和机械强度,显著提高了纸张生产. 这种可持续的方法为功能性纸张提供了一种双重功能解决方案,以最小的添加剂使用来提高性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续化学 可持续化学
- 纸制造技术 纸制造技术 纸制造技术
背景情况:
- 传统的造纸行业面临的挑战是,在使用功能添加剂时,填充剂的保留率低,机械性能差.
- 石油基聚合物添加剂是常用的,但引起了环境问题.
- 开发可持续的替代品来保持和加强填充剂对于造纸行业至关重要.
研究的目的:
- 引入植物性纤维素纳米纤维素 (CNFs) 作为在功能性纸张中保持和强化的双重功能剂.
- 以沉碳酸 (PCC) 为模型,研究CNF特征 (剂量,面积比,表面碳酸含量) 对填充剂花的影响.
- 为了证明CNF与其他功能填充剂的多功能性,用于各种应用.
主要方法:
- 系统地调查CNF剂量,面积比和表面碳素含量对PCC花的影响.
- 离子交联的应用,以增强填充物桥接.
- 评估由此产生的纸张的填料保留率和机械性能 (拉伸系数).
- 填充物形态和分布的分析,以了解结构-属性关系.
主要成果:
- 在较低的CNF剂量 (1%) 中,达到较高的填充剂保留率 (>90%) 和填充剂拉伸系数 (2.0) .
- 通过各种功能性填充剂成功应用,传递火焰阻燃性,油/水分离,高亮度和污染物吸收等特性.
- 阐明了管理增强性能的结构-属性关系.
结论:
- 纤维素纳米纤维素 (CNFs) 作为有效的双重功能剂,同时改善纸张中的填充物保留和机械性能.
- 这种可持续的方法为传统的添加剂提供了可行的替代方案,对造纸行业具有重大潜力.
- 基于CNF的策略是多功能,适用于一系列功能填充剂,用于高级纸张功能.
