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木质素/TiO2复合纳米颗粒合成及纳米纤维素基紫外屏蔽膜制备

2021-08-12张金猛张秀梅郭大亮薛国新

中国造纸 2021年5期
关键词:改性

张金猛 张秀梅 ,* 郭大亮 ,2,* 薛国新

(1.浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院),浙江杭州,310018;2.浙江科技学院环境与资源学院,浙江杭州,310023)

近年来,随着臭氧层的破坏,过度的紫外线辐射对人类健康和物质稳定性都产生了负面影响[1-2]。因此,研究和开发紫外屏蔽材料引起了学术界和工业界的广泛兴趣。二氧化钛(TiO2)因其具有反射、散射和吸收紫外线辐射的能力而被广泛研究应用[3]。然而,TiO2分散性差、粒径小、表面能大和易团聚的缺点影响了其作为紫外屏蔽剂在基体的分散[4]。因此,常常要对TiO2表面进行包覆改性,以改善其在基材中的分散性[5]。

TiO2表面改性主要为无机涂覆和有机包覆改性[6]。过量使用无机涂层会导致紫外屏蔽产品的透光性较差,且无机纳米粒子不易分散,极大地限制了它们在紫外屏蔽产品中的应用。有机包覆改性主要是利用具有大量羧基的有机高分子与TiO2表面羟基进行反应,从而实现改性[7]。有机包覆改性工艺简单且能有效改善TiO2在基体中的分散性,但在物理防晒应用时,一般包覆层材料不能吸收紫外线,甚至会降低TiO2的抗紫外能力。Morlando 等人[8]制备了壳聚糖/TiO2纳米复合粒子,可利用壳聚糖的抗氧化特性捕获TiO2光催化活性产生的自由基,但粒子的紫外线吸收能力表现不佳。如果能在提升其分散效果的基础上进一步使用能吸收紫外线的有机包覆涂层,进而强化TiO2的抗紫外能力,则能够达到更加理想的紫外屏蔽效果。

木质素是自然界中储量最丰富的芳香族聚合物[9],具有天然的苯基丙烷骨架,且包含一些特性官能团,如酚羟基、碳碳双键和羰基等[10-11]。……

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