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Aug 18, 2023

Verbesserung der Eigenschaften von Kraftpapier

Forscher berichten von einer amulsionspolymerisierten Styrol-Acryl/Nanozellulose-Verbundbeschichtung zur Verbesserung der Festigkeit und Hydrophobie von Kraftpapier. Verbesserung der mechanischen und wasserabweisenden Eigenschaften

Forscher berichten von einer amulsionspolymerisierten Styrol-Acryl/Nanozellulose-Verbundbeschichtung zur Verbesserung der Festigkeit und Hydrophobie von Kraftpapier.

Die Verbesserung der mechanischen und wasserabweisenden Eigenschaften von Kraftpapier wird seine Verwendung für Verpackungsanwendungen erweitern. In einer Arbeit haben Forscher ein auf Cellulose-Nanofasern (CNF) basierendes kolloidales Polymer-Nanokomposit entwickelt, das als Beschichtung zur Verbesserung dieser Eigenschaften von Kraftpapier verwendet wurde. In diesem Fall wurde der Polymerlatex durch Miniemulsionscopolymerisation von Styrol (St) und 2-Ethylhexylacrylat (EHA) erhalten, die durch Ammoniumpersulfat initiiert wurde. Die CNFs wurden durch den In-situ-Polymerisations- und Ex-situ-Mischprozess in die Styrol-Acryl-Copolymermatrix eingebaut, wobei die CNF-Konzentration bei bis zu 1,0 Gew.-% gehalten wurde.

Alle Latices zeigten eine Partikelgröße unter 100 nm und eine ausgezeichnete kolloidale Stabilität (Zeta-Potential > −32 mV) über mehrere Monate. 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 außerdem eine hohe Hydrophobie (Wasserkontaktwinkel ∼120°) für die ex-situ hergestellten Nanokomposite. Wie die Forscher betonen, sind die Ergebnisse für die Entwicklung papierbasierter Verpackungsmaterialien unter Verwendung von Nanozellulose in Kombination mit synthetischen Polymeren durchaus vielversprechend.

Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 182, September 2023 veröffentlicht.