聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯/合成锂皂石粘土纳米复合材料涂布纸基可持续阻隔材料在包装领域的应用研究

本文创新性地采用聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)与合成锂皂石粘土纳米复合材料涂布技术，首次使用低毒性四氢呋喃(THF)溶剂体系，开发出兼具优异氧气阻隔性(OTR降低58.3%)、水蒸气阻隔性(WVTR降低48.5%)和机械性能的纸基包装材料，为替代传统石油基塑料包装提供了可持续解决方案。

　　

亮点

本研究首次采用四氢呋喃(THF)这一低毒非氯化溶剂溶解PBAT并分散纳米粘土，开发出具有工业化潜力的环保涂层工艺。通过核磁共振溶剂弛豫(NMR)分析和形态学表征，从四种锂皂石粘土中优选SEN和STN型号，构建的多层纳米复合涂层使氧气透过率(OTR)和水蒸气透过率(WVTR)分别显著降低58.3%和48.5%。

材料

实验采用100 g·m^?2的漂白牛皮纸作为基材，PBAT(商品名Ecoflex? F blend C1200)由巴斯夫日本公司提供，四种锂皂石粘土(SWN/SEN/STN/SAN)由日本国峰工业株式会社捐赠。

纳米粘土选择

通过脉冲NMR溶剂弛豫时间(T₂)分析发现，STN在THF中展现出最佳的分散稳定性(弛豫时间达950ms)，原子力显微镜(AFM)显示其片层厚度仅1.2nm，X射线衍射(XRD)证实其晶面间距扩大至4.8nm，表明THF分子成功插层。

结论

5wt% STN含量的PBAT纳米复合涂层展现出最优综合性能：基重3.5 g·m^?2时获得最高Kit值12级抗油脂性，Cobb 60吸水值低至0.3 g·m^?2，且能在60°C高温下保持24小时不渗油。这种"绿色"涂层技术为食品包装提供了兼具生物可降解性、机械柔韧性和卓越防护功能的解决方案。