异丙基三油酸酰氧基钛酸酯改性纳米纤维素阻隔涂层的制备及性能*

朱潇敏，郭玉婷，杭建忠，郑闪闪，孙小英，金鹿江

(上海大学 理学院 纳米科学与技术研究中心，上海 200444)

0 引 言

相比于普通纤维素，纳米纤维素的结构和性能发生了较大变化，其三维网络结构能有效阻隔氧气、水蒸气等物质[1]，因此已被应用于纸基阻隔涂层的制备[4-5]。但其表面存在丰富的亲水基团-OH，因此纳米纤维素涂层具有较强的亲水性。除此之外，由于纳米纤维素链之间存在大量氢键，导致涂层呈现刚性的结构，引起涂层韧性不足。为此，在纳米纤维素被用于纸张涂层之前，常常要对其进行疏水性和韧性改性处理。

目前，对纳米纤维素进行疏水性改性处理的方法主要包括酯化改性和乙酰化改性。例如，Rodionova等[6]采用三氟乙酸酐及乙酸为改性剂，对纳米纤维素进行酯化改性。结果表明，未改性样品对水的接触角为41.2°，而改性样品的接触角提高到71.2°，但该涂层仍然归属于亲水性涂层。Deng等[7]采用球磨工艺，将乙酰氯作为改性剂，二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，对纳米纤维素进行表面修饰，结果显示，改性样品对水的接触角为120°，水蒸气透过率为101 g/m2·24 h，具有较强的疏水和阻隔性能。但在实验过程中使用了DMF，这将引起对环境的污染。

对于改善纳米纤维素韧性的改性方法，通常是添加增塑剂的方法对其进行改性，从而削弱纳米纤维素链间的氢键，提高材料的韧性[8]。例如，Herrera 等[9]采用山梨糖醇作为增塑剂，柠檬酸为交联剂，对纳米纤维素进行改性制成改性涂层。其拉伸强度增加到2～5 MPa，韧性的提高比较有限。……