大连工业大学王海松教授团队《Carbohyd. Polym.》综述：超疏水纤维素纸基功能材料的制备、性能及应用

2023-01-16 来源：高分子科技

纤维素是地球上产量丰富、来源最广泛的天然生物质基原材料。在全球能源危机和环境污染的背景下，基于可降解可再生的纤维素纸基材料的改性及其多情景应用获得了越来越多的关注。然而纤维素纤维表面的多羟基特点使纸基材料呈现高度亲水性从而限制了其应用范围，也成为发展“以纸代塑”的瓶颈。因此，开发超疏水纤维素纸基功能材料并拓展其应用在“禁塑令”和“双碳”社会背景下具有重要意义。

图1 超疏水表面修饰技术与造纸工艺结合构筑多功能纸基功能材料

近期，大连工业大学生物基纤维材料与造纸化学品王海松教授团队对近几年超疏水纤维素纸基功能材料的制备、性能和多情景应用进行了综述（图1）。首先，文章简要介绍了超疏水界面形成机理（图2）、构筑超疏水纤维素纸基材料的基本要素及其性能。其次，综述首次将制备超疏水纸的方法同造纸工艺相结合，从纸页成型前、中、后的视角将制备方法进行了系统整理，这对超疏水纸的工业化具有现实的指导意义。文章按照从常规产品（图3）、高附加值功能材料（图4-5）到代塑制品如纸吸管（图6）与纸地膜（图7）等对超疏水纸基材料的应用进行分类，并对这些材料的工业化潜力和价值进行了评价。最后，作者总结了纤维素纸基材料超疏水改性中所面临的挑战并对潜在应用领域进行了展望。该工作以“Superhydrophobic modification of cellulosic paper-based materials: Fabrication, properties, and versatile applications”为题发表在最新一期《Carbohydrate Polymers》上。

图2 超疏水界面形成的机理及性能

图3 超疏水纸基材料的常规应用

图4 超疏水纸基材料在柔性电子器件方向的应用

图5 超疏水纸基材料在快速诊断/检测方向的应用

图6 超疏水纸基材料在代塑制品（吸管）方向的应用

图7 超疏水纸基材料在代塑制品（地膜）方向的应用

文章第一作者系大连工业大学2019级轻工技术与工程专业贠童童博士，通讯作者为大连工业大学生物基纤维材料与化学品团队负责人王海松教授和杜健副教授。研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、兴辽英才计划科技创新领军人才及辽宁省自然科学基金等项目的资助。

论文信息：Tongtong Yun, Yehan Tao, Qiang Li, Yi Cheng, Jie Lu, Yanna Lv, Jian Du* and Haisong Wang*, Superhydrophobic modification of cellulosic paper-based materials: Fabrication, properties, and versatile applications. Carbohydrate Polymers, 2023, DOI: 10.1016/j.carbpol.2023.120570.

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120570

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（责任编辑：xu）

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