“耐火紙”問世為包裝行業再創福音
2014/12/6 9:05:14 點擊：
自古以來，水火不容，火紙相克，無數次人類寶貴的紙質文物的災難便是來源于“火”的無情。然而，這一切或將很快終結，因為紙質領域將迎來新的“變革”。
據了解中科院上海硅酸鹽研究所最近已成功合成出一種高柔韌性、可耐1000℃以上高溫的新型無機材料紙張——羥基磷灰石“耐火紙”。相關研究成果已在國際權威性學術期刊《歐洲化學》上發表。
據專家介紹，高柔韌性“耐火紙”表面呈柔和的乳白色，與普通紙張相比，“耐火紙”的制作原理相似，只是制作材料有所不同。它不僅可以作為永久和安全的信息存儲介質將重要文字、文件及檔案等長期保存，還可作為從廢水中有效去除有機污染物的可再生吸附劑、藥物控釋載體、骨缺損修復材料、醫用紙、阻燃材料和耐高溫材料等。
易變色、易燃燒是傳統紙張的致命“軟肋”。為了能夠制造出“360度無死角”的完美紙張，由中科院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領的科研團隊經過6年時間的不懈努力，終于找到了理想的制備材料——具有可控構造的羥基磷灰石納米材料。
傳統紙張通常是采用樹木或草等植物纖維作為原料，再加入一些添加劑和漂白劑制造出來。由于木材紙漿制成的傳統紙張含有較高比例的木質素，因此在空氣和光照的作用下傳統紙張會逐漸變黃。此外，這種植物纖維素還會產生一些酸性物質，容易使紙張腐蝕、降解。為解決這一問題，朱英杰科研團隊選取羥基磷灰石作為紙張的構建材料。
“羥基磷灰石是一種天然礦物質，它是脊椎動物骨骼和牙齒的主要無機成分，具有優良的生物相容性和環境友好性，本身呈現優質的白色，具有長久保存不易變色的優良特性，有利于紙質文件的長久保存。”朱英杰說。
雖然在解決變色問題上，羥基磷灰石很“奏效”，但它的弊端也非常明顯——脆性很高、韌性很低，因此一個巨大的挑戰就是如何提高羥基磷灰石材料的柔韌性。
通過反復實驗，朱英杰科研團隊最終找到了一種新的制備方法：以油酸鈣為前驅體，制備出可精確調控的羥基磷灰石超長納米線，并以此作為新型紙張的構建材料，采用簡單的真空抽濾技術，制備出羥基磷灰石“耐火紙。”
朱英杰介紹，目前，這種高柔韌性羥基磷灰石耐火紙還僅限于實驗室規模的制備。科研團隊正考慮進一步改進和優化羥基磷灰石超長納米線的合成方法，使其進一步向低成本和批量化方向推進，期望為未來可能的規模化生產提供技術支撐。
在不久的將來，如果“耐火紙”能夠在我國乃至全世界包裝行業得以全面使用，不僅能夠大幅度減少人類對傳統植物纖維素紙的依賴，使森林資源資源得以保全，還能從一定程度上減少環境污染，從而對未來人類社會和環境產生重要而深遠的影響。更重要的是，這使得包裝行業向工業化發展過程中邁出重要的一步，為工業化迅速發展打下最堅實的基礎。
據了解中科院上海硅酸鹽研究所最近已成功合成出一種高柔韌性、可耐1000℃以上高溫的新型無機材料紙張——羥基磷灰石“耐火紙”。相關研究成果已在國際權威性學術期刊《歐洲化學》上發表。
據專家介紹，高柔韌性“耐火紙”表面呈柔和的乳白色，與普通紙張相比，“耐火紙”的制作原理相似，只是制作材料有所不同。它不僅可以作為永久和安全的信息存儲介質將重要文字、文件及檔案等長期保存，還可作為從廢水中有效去除有機污染物的可再生吸附劑、藥物控釋載體、骨缺損修復材料、醫用紙、阻燃材料和耐高溫材料等。
易變色、易燃燒是傳統紙張的致命“軟肋”。為了能夠制造出“360度無死角”的完美紙張，由中科院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領的科研團隊經過6年時間的不懈努力，終于找到了理想的制備材料——具有可控構造的羥基磷灰石納米材料。
傳統紙張通常是采用樹木或草等植物纖維作為原料，再加入一些添加劑和漂白劑制造出來。由于木材紙漿制成的傳統紙張含有較高比例的木質素，因此在空氣和光照的作用下傳統紙張會逐漸變黃。此外，這種植物纖維素還會產生一些酸性物質，容易使紙張腐蝕、降解。為解決這一問題，朱英杰科研團隊選取羥基磷灰石作為紙張的構建材料。
“羥基磷灰石是一種天然礦物質，它是脊椎動物骨骼和牙齒的主要無機成分，具有優良的生物相容性和環境友好性，本身呈現優質的白色，具有長久保存不易變色的優良特性，有利于紙質文件的長久保存。”朱英杰說。
雖然在解決變色問題上，羥基磷灰石很“奏效”，但它的弊端也非常明顯——脆性很高、韌性很低，因此一個巨大的挑戰就是如何提高羥基磷灰石材料的柔韌性。
通過反復實驗，朱英杰科研團隊最終找到了一種新的制備方法：以油酸鈣為前驅體，制備出可精確調控的羥基磷灰石超長納米線，并以此作為新型紙張的構建材料，采用簡單的真空抽濾技術，制備出羥基磷灰石“耐火紙。”
朱英杰介紹，目前，這種高柔韌性羥基磷灰石耐火紙還僅限于實驗室規模的制備。科研團隊正考慮進一步改進和優化羥基磷灰石超長納米線的合成方法，使其進一步向低成本和批量化方向推進，期望為未來可能的規模化生產提供技術支撐。
在不久的將來，如果“耐火紙”能夠在我國乃至全世界包裝行業得以全面使用，不僅能夠大幅度減少人類對傳統植物纖維素紙的依賴，使森林資源資源得以保全，還能從一定程度上減少環境污染，從而對未來人類社會和環境產生重要而深遠的影響。更重要的是，這使得包裝行業向工業化發展過程中邁出重要的一步，為工業化迅速發展打下最堅實的基礎。
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