Verbesserung der Eigenschaften von Kraftpapier
Forscher berichten über eine amulsionspolymerisierte Styrol-Acryl/Nanocellulose-Verbundbeschichtung zur Verbesserung der Festigkeit und Hydrophobie von Kraftpapier.
Die Verbesserung der mechanischen und wasserabweisenden Eigenschaften von Kraftpapier wird seine Verwendung für Verpackungszwecke erweitern. In einer Arbeit haben Forscher ein kolloidales Polymer-Nanokomposit auf der Basis von Zellulose-Nanofasern (CNF) entwickelt, das als Beschichtung zur Verbesserung dieser Eigenschaften von Kraftpapier verwendet wurde. In diesem Fall wurde der Polymerlatex durch die Mini-Emulsions-Copolymerisation von Styrol (St) und 2-Ethylhexylacrylat (EHA), initiiert durch Ammoniumpersulfat, gewonnen. Die CNFs wurden in die Styrol-Acryl-Copolymer-Matrix durch In-situ-Polymerisation und Ex-situ-Mischung eingearbeitet, wobei die CNF-Konzentration bis zu 1,0 Gew.-% betrug.
Verpackungsmaterialien auf Papierbasis
Alle Latices wiesen eine Partikelgröße von weniger als 100 nm und eine ausgezeichnete kolloidale Stabilität über mehrere Monate auf. Die Nanokompositfilme zeigten bessere mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit bis zu 7,8 MPa, Dehnung bis zu 1096 %) als das ursprüngliche Copolymer. Das in-situ hergestellte Nanokomposit mit 1,0 Gew.-% CNF zeigte den höchsten Speichermodul. Das latexbeschichtete Kraftpapier zeigte im Vergleich zum unbeschichteten Papier (20,3 Nm/g) einen verbesserten Zugindex (31,0-45,1 Nm/g) und auch eine hohe Hydrophobie (Wasserkontaktwinkel ∼120°) für die ex-situ hergestellten Nanokomposite. Wie die Forscher betonen, sind die Ergebnisse sehr vielversprechend für die Entwicklung von Verpackungsmaterialien auf Papierbasis unter Verwendung von Nanozellulose in Kombination mit synthetischen Polymeren.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 182, September 2023 veröffentlicht.