[发明专利]一种用于食品包装纸的含氟疏水抗油改性纳米纤维素及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于食品包装纸的含氟疏水抗油改性纳米纤维素及其制备方法，属于功能材料技术领域。本发明先将氧化纳米纤维素稀释成浓度为1‑1.5％的纳米纤维素水悬浮液后蒸发，获得凝胶状纳米纤维素，然后依次用三氟醋酸酐、2，2‑二氟乙胺对所述纳米纤维素进行改性，获得含氟疏水抗油改性纳米纤维素。本发明经含氟疏水抗油改性后的纳米纤维素具备良好的抗水性和成膜性，将其涂敷于食品包装纸表面后，可形成均匀的膜层，有效阻隔水蒸汽和氧气的渗透，从而延长食品的保质期；另外由于纳米纤维素具有很大的比表面积和丰富的羟基，可与纤维紧密结合，从而提高纤维间结合力和纸张的强度，提高食品包装纸使用的可靠性。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种用于食品包装纸的含氟疏水抗油改性纳米纤维素及其制备方法。

背景技术

随着人们环保意识的提高以及国家禁塑令的颁布，很多地区都已不再使用塑料作为包装材料，取而代之的是可回收利用、可降解、无白色污染的纸。但是，食品包装纸在环境湿度较大的情况下存在着阻氧、水蒸气性能差等缺点，从而会影响其使用效果和其包装食品的安全性，如果采用涂蜡或者淋膜又存在安全风险。因此，本发明针对这一问题，开发了一种新型的疏水改性纳米纤维素复合乳液作为表面施胶剂，来改善食品包装纸张的环境适应性，同时提高食品包装纸的抗油性。

本发明要解决的技术问题有以下几点：

1、食品包装纸的安全问题

一般的食品包装纸通常是在纸张表面涂蜡或者淋膜以提高纸张的抗水抗油性能。但食品包装纸表面涂蜡或者淋膜是否安全，也是政府、大众和相关领域技术人员关注的问题，对于食品包装纸表面涂蜡或者淋膜，会存在一定的安全隐患；例如涂蜡纸用来装热水，会使纸杯内壁的石蜡融化，可能会危害身体健康。另外这类蜡和高分子膜在废纸的回收处理过程中会带来麻烦，废纸浆难以处理干净，从而影响了环境卫生和环境安全。

2、食品包装纸的强度、阻隔问题

一般食品包装纸在环境湿度较大的情况下，水蒸气很容易渗透到纸页孔隙，并且纸的吸水性较大，这会使得纸的物理强度明显降低，使纸易破损，会危害其包装的食品；另外食品包装纸的阻隔氧气、水蒸气能力也变弱，使包装的食品易变质，难以满足食品包装的高要求。

基于上述理由，特提出本申请。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题或缺陷，本发明的目的在于提供一种用于食品包装纸的含氟疏水抗油改性纳米纤维素及其制备方法。本发明采用含氟改性的纳米纤维素来代替石蜡或淋膜，对食品包装原纸进行表面施胶。纳米纤维素具有生物可降解、来源广泛、安全环保等优点，改性后的纳米纤维素安全可靠，防水防油；因此，应用于食品包装纸上有很大的发展前景。

为了实现本发明的上述其中一个目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于食品包装纸的含氟疏水抗油改性纳米纤维素的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：

(1)将氧化纳米纤维素稀释成浓度为1-1.5％的纳米纤维素水悬浮液后蒸发，获得凝胶状纳米纤维素；然后将所述凝胶状纳米纤维素与分散剂N-N-二甲基甲酰胺混合均匀，在85-90℃条件下恒温持续搅拌3-6h；再向反应体系中加入三氟醋酸酐和4-二甲氨基吡啶，搅拌分散均匀后升温至100℃，继续反应3-6h后冷却，将产物洗涤，获得酯化改性纳米纤维素；

(2)按配比向步骤(1)获得的酯化改性纳米纤维素中加入2，2-二氟乙胺溶液，混合均匀后获得混合反应液，然后将所述反应液的pH值调节至中性，在60-70℃条件下恒温搅拌反应4-6h；反应结束后，将产物离心、洗涤、最后进行透析处理，获得所述的含氟疏水抗油改性纳米纤维素。

进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述氧化纳米纤维素(ToCN)为采用TEMPO氧化-机械法处理纤维浆料制备得到的。