重新设计无机-有机杂化聚合物涂层，以适用于可持续且对热敏感的基底：在室温下实现氧气阻隔性能和马氏体硬度

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Redesigning Inorganic–Organic Hybrid Polymer Coatings for Sustainable, Heat-Sensitive Substrates: Achieving Oxygen Barrier and Martens Hardness at Room Temperature

氧阻隔与高硬度无机-有机杂化涂层的开发及其在可持续基材上的应用。通过优化金属醇解物配比，制备的IOHPC涂层在保持热敏基材完整性的同时，氧气透过率（OTR）低至22-31 cm3/(m2·d·bar)，室温马丁硬度达高位。该技术有效解决了传统石油基涂层的高能耗与毒性问题，适用于回收高密度聚乙烯（RHDPE）、聚乳酸（PLA）和减薄聚丙烯（PP）等多种可持续材料。

　　

如今，大多数材料仍然来源于不可再生资源，这导致了资源枯竭和环境污染。尽管存在可持续的替代品，但由于它们的性能有限——例如较差的氧气阻隔性能和较低的机械稳定性——这些替代品未能得到广泛采用。功能性涂层在克服这些缺点方面具有巨大潜力。然而，许多传统的涂层都是为基于石油的基底开发的，采用热固化、紫外线（UV）或化学固化方法，这些方法需要较高的能量输入或可能含有有毒物质。为了解决这个问题，我们开发了一种无机-有机杂化聚合物涂层（IOHPC），它在室温下具有较低的氧气透过率（OTR）和较高的马氏硬度（HM），且不需要使用有毒的硬化剂，同时能够保持热敏基底的完整性。关键在于选择合适的金属醇盐来构建高效的网络结构并确保材料性能，这一点通过ATR-FTIR、²⁹Si-CP-MAS核磁共振光谱、X射线光电子能谱、马氏硬度测量以及氧气透过率测试得到了验证。重要的是，这种材料的性能成功转移到了三类热敏可持续薄膜上——回收的高密度聚乙烯（RHDPE）、聚乳酸（PLA）和减薄聚丙烯（PP）——其氧气透过率达到了22–31 cm³/(m²·d·bar)的范围。这种IOHPC在下一代可持续基底的应用中显示出巨大潜力，它不仅提供了优异的氧气透过率和马氏硬度，还能保持基底的完整性，并降低能耗。