【摘 要】
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传统塑料包装废弃物难降解回收,对环境造成了严重危害。近年来,为缓解环境污染,开发可完全生物降解包装材料及制品的需求日趋强烈,研制功能性纸质材料及制品,以满足不同类型食品的保质包装需求成为国内外研究热点之一。然而传统纸质材料缺乏热封性,防水、防油性能弱,一定程度上限制了其应用,因此研究开发具有热封防水防油性的生物基功能性涂料,具有一定的工程价值。本文以可生物降解材料大豆分离蛋白（SPI）为主要基质,
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传统塑料包装废弃物难降解回收,对环境造成了严重危害。近年来,为缓解环境污染,开发可完全生物降解包装材料及制品的需求日趋强烈,研制功能性纸质材料及制品,以满足不同类型食品的保质包装需求成为国内外研究热点之一。然而传统纸质材料缺乏热封性,防水、防油性能弱,一定程度上限制了其应用,因此研究开发具有热封防水防油性的生物基功能性涂料,具有一定的工程价值。本文以可生物降解材料大豆分离蛋白（SPI）为主要基质,首先探究聚乙烯醇（PVA）物理共混和醋酸乙烯酯共聚改性两种方法对纸张涂层材料热封性能的优化,进一步研究环氧大豆油（ESO）化学接枝与硬脂酸（SA）物理共混改性,和硬脂酸化学接枝两种方法对涂层防水性能的改善。将制备的涂布液涂布于牛皮纸制得具有热封、防水防油性能的包装纸。主要研究内容与研究成果为:（1）将大豆分离蛋白与聚乙烯醇物理共混,研究其配比对热封性能的影响,试验测定分析其涂布量、热封性能和热封工艺参数。结果表明,SPI/PVA比例为1:1时,热封温度由230℃降低至170℃左右,热封温度180℃时热封强度可达12.5 N/15mm;进一步确定了最佳涂布量为15 g/m~2,SPI/PVA（8-8）优化热封温度、热封时间、热封压力分别为180℃、1.5 s、0.3 MPa。（2）将环氧大豆油与大豆分离蛋白进行化学接枝,结果表明,10%的ESO改性效果最优,Cobb值从64.63 g/m~2降低至20.43 g/m~2,水蒸气渗透率从96.41 g/（m~2?d）下降至44.96 g/（m~2?d）,防油等级达8-9级;将10%的SA与接枝后的大豆分离蛋白进行物理共混,涂层的防水性能进一步提升。结合SPI/PVA涂层的热封性与SPI/ESO/SA涂层构成双层涂布体系,制备具备良好的热封、防水防油性能的涂布纸。（3）通过生物偶联技术将硬脂酸接枝到大豆分离蛋白上,研究硬脂酸添加量对热封、防水、防油性能的影响并确定最佳涂布量。结果表明,当硬脂酸添加量为6%时,热封性能提升,Cobb值由64.26 g/m~2降低至27.88 g/m~2,水蒸气渗透率由96.41 g/（m~2·d）降低至46.97 g/（m~2·d）,接触角显著提高,涂布纸的防油性能达8-9级,最佳涂布量为15g/m~2。（4）测定所制备涂布纸的机械性能及在不同湿度条件下的热封、防水防油性能,结果表明,涂层在一定程度上增强了纸张的机械性能,拉伸强度、耐折度、耐破度、撕裂度分别提高33.84%、35.26%、21.57%、13.29%;涂层的热封强度随相对湿度的提高,从11.556 N/15mm提高到15.64 N/15mm,防水防油性受相对湿度影响不显著。
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