本技术涉及一种利用碱法制浆黑液制备多尺度纳米木质素防水防油剂的方法及其应用,属于生物基防水防油剂技术领域。该方法以碱法制浆黑液为原料,采用酸沉淀法直接制备粒径可控的纳米木质素,具有制备简单、成本低、环境友好等优点,可广泛应用于防水防油材料的制备。
背景技术
以纸张为基材的一些应用领域,由于对水、气和油脂等的阻隔性不足,常需要赋予纸张阻隔性能。目前常用的方法是利用纸张防水防油剂进行内部渗透填充毛细孔洞,或通过表面处理降低其界面能。但是传统含氟类防水防油剂利用氟材料特殊的表面能来达到阻止水和油脂渗透的目的,其在环境中具有高持久性、生物累积性,会对人体造成伤害。
目前以生物基聚合物(如多糖、蛋白质、脂类等)作为主要原料来制备无毒害、对环境友好的新型防水防油剂的相关研究较多。生物基防水防油剂主要包括壳聚糖、半纤维素、微纤化纤维素和淀粉等,虽然这些材料生物友好,但仍具有较高的亲水性,由这些材料制成的薄膜通常吸湿性较大,导致其在高湿条件下部分丧失屏障性能。而木质素作为一种典型的生物质大分子,廉价易得,环境友好,可生物降解,且具有很好的疏水性能。一方面,目前关于木质素作为纸张防水防油剂研究较少。另一方面,我国的造纸产业每年产生大量的黑液,黑液中含有大量的木质素,而据统计超过95%的木质素都被作为制浆造纸的废弃物,绝大部分经碱回收过程而被燃烧,未能得到较好的利用。
专利CN 108532362 A提供了一种木质素施胶剂的制备方法,但其对木质素进行改性后再与淀粉一起对瓦楞原纸进行表面施胶,操作复杂,成本更高,可以提高瓦楞纸的防水性,但对防油效果并未提出。
中国专利CN 115821628 A公开了一种阳离子化淀粉基纳米纤维素防油剂的制备方法及应用,但其中通过三次磨浆处理,操作繁琐,且只具备防油性能。
专利CN 105899628 A公开了基于木质素的防水涂层,通过将木质素溶于溶剂而形成木质素溶液,并将木质素溶液涂覆到基板上,增强了基板的防水性,但也并未提及防油性能。
武伟的《淀粉对防油纸的抗水抗油性能的影响》中提到,采用氧化淀粉、阳离子淀粉以及木薯淀粉复配一定量的防油剂和聚乙烯醇制成施胶剂涂布防油纸,防油等级能够达到7级,水接触角达到90.6°。但是,其中的聚乙烯醇于石油基塑料,不可再生,难降解且防油效果有限。
因此需开发一种以制浆黑液中提取的木质素为原料制备新型无毒无害、可降解的防油、防水、力学性能增强的纸张防水防油剂,是具有重要的社会价值。
实现思路