先進化工材料關鍵技術叢書--紙基功能材料

紙基功能材料是未來先進材料拓展應用的一個新的重要方向。本書是多項省部級科研成果的結晶，包括“高性能纖維紙基功能材料制備共性關鍵技術制備與應用”（2017年獲國家科技進步二等獎），“非木材纖維造紙用變性淀粉系列產品”(2003年獲國家科技進步獎二等獎)，“新型高留著型淀粉表面施膠劑的開發”(2006年獲中國石油和化學工業協會科技進步獎一等獎)，“改性淀粉連續流態化反應關鍵技術開發”(2013年獲中國石油與化學工業聯合會科技進步獎一等獎)，“高性能淀粉基系列功能產品綠色制備技術開發與應用”( 2018年獲中國輕工聯合會技術發明獎二等獎)，“抗干擾型再生紙專用增強劑”( 2019年獲中國專利優秀獎)等。

姚獻平，教授級高級工程師，中國化工學會會士、國務院特殊津貼獲得者、浙江省特級專家、俄羅斯自然科學院院士，杭州市化工研究院院長、國家造紙化學品工程技術研究中心主任，兼任中國造紙化學品工業協會理事長、中國造紙學會副理事長、中國化工學會理事、中國輕工聯合會理事。長期從事造紙化學品、淀粉衍生物、生物質基功能材料的研發和成果轉化，獲國家“十一五”科技計劃突出貢獻獎、侯德榜化工科學技術獎、“慶祝中華人民共和國成立70周年”紀念章、全國石油與化學工業先進工作者、科學中國人年度人物、浙江省突出貢獻專家和最美科技人、杭州市杰出人才和科技創新突出貢獻獎。 主持開發新產品80多個，其中國家重點新產品10個，獲國家科技進步獎二等獎1項，省部級科技進步獎一等獎3項、技術發明獎一等獎1項，其他獎20余項/次；發明專利22項，獲中國優秀專利獎2項；撰寫論文130余篇，出版著作6部。所獲成果全部實現產業化，累計實現成果轉化收入100多億元，利稅15億元，上交國家稅收8億元，成果產品用于上億噸紙和紙板，經濟社會效益顯著，是中國造紙行業十大領軍人物；為浙江省第八屆政協委員、浙江省第九屆黨代會代表、浙江省第十屆人大代表、全國第十一屆人大代表。

《紙基功能材料》是“先進化工材料關鍵技術叢書”的一個分冊。 本分冊共有10章，從基礎理論到實際應用，對紙基功能材料進行了全面介紹和論述，為讀者勾勒出紙基功能材料的整體面貌，以啟發研究思路，幫助研究人員更加科學地選擇和判斷技術路線。主要內容包括紙基功能材料的定義、原料與加工技術、特性與用途、經濟社會價值及發展趨勢；以及高性能淀粉紙基功能材料、納米纖維素紙基功能材料、高性能纖維紙基功能材料、長纖維過濾紙基功能材料、疏水/疏油/親水/親油性紙基功能材料、阻燃與隔熱類紙基功能材料、過濾與分離紙基功能材料、紙基分析檢測功能材料的分類、機理、制備及應用等；并簡要介紹了乳霜、光催化、果蔬保鮮、電磁屏蔽、裝飾原紙等其他紙基功能材料。 《紙基功能材料》可供造紙、化工、化學、能源、電子、材料、環境、醫藥等專業領域的科研與工程技術人員閱讀，也可供高等學校相關專業師生參考。

第一章 緒　論 001
第一節　紙基功能材料的定義 002
第二節　紙基功能材料的主要原料與加工技術 003
第三節　紙基功能材料的特性與用途 005
第四節　紙基功能材料的經濟社會價值 007
第五節　紙基功能材料的發展趨勢 008
一、新技術的開發 009
二、其他紙基功能材料新產品的開發 009
參考文獻 010

第二章 高性能淀粉紙基功能材料 011
第一節　概述 012
一、淀粉與淀粉基功能產品 012
二、造紙工業用淀粉基功能產品的種類及作用 013
三、淀粉基功能產品在造紙中的應用 014
四、淀粉基功能產品在維護森林資源和節能減排方面的意義 015
第二節　淀粉基功能產品的制備方法 017
一、濕法工藝 017
二、干法工藝 018
三、半干法工藝 019
四、連續流態管道化綠色制備新工藝 019
第三節　高性能紙用淀粉基功能產品 022
一、非木材纖維專用變性淀粉 022
二、高留著型表面施膠淀粉 024
三、抗干擾型再生紙專用增強劑 028
四、紙用環保涂布膠黏劑 029
五、熱轉移印花紙用特種功能淀粉 033
六、高取代度、高分子陽離子淀粉 036
第四節　淀粉基功能產品在造紙中的應用技術 038
一、濕部應用技術 039
二、表面施膠技術 041
三、層間應用技術 044
四、涂布應用技術 047
五、相關綠色化應用技術與裝備 048
六、綜合經濟技術評價 052
第五節　展望 053
參考文獻 054

第三章 納米纖維素紙基功能材料 056
第一節　概述 057
一、納米纖維素的分類 058
二、納米纖維素主要特性與用途 062
第二節　納米纖維素的制備及表征 063
一、制備 063
二、改性技術 067
三、主要表征方法 068
第三節　納米纖維素在造紙中的功能應用 072
一、紙張增強 073
二、紙張加填 075
三、紙張阻隔 077
四、其他功能應用 080
第四節　存在問題與展望 082
一、存在問題 082
二、展望 083
參考文獻 084

第四章 高性能纖維紙基功能材料 087
第一節　代表性的高性能纖維 088
一、高性能有機纖維 089
二、高性能無機纖維 095
第二節　高性能纖維濕法造紙技術 101
一、特點 102
二、共性關鍵技術 102
第三節　典型的高性能纖維紙基功能材料 114
一、芳綸絕緣紙基材料 115
二、芳綸云母絕緣紙基材料 117
三、輕質高強對位芳綸蜂窩芯材 119
四、耐高溫聚酰亞胺纖維紙基功能材料 120
五、高性能紙基摩擦材料 122
參考文獻 123

第五章 長纖維過濾紙基功能材料 125
第一節　長纖維紙基纖維 126
一、長纖維的概念 126
二、長纖維紙基纖維的分類和特點 126
第二節　過濾的機理 131
一、氣體過濾 131
二、液體過濾 135
第三節　長纖維過濾紙基功能材料的應用 136
一、發動機過濾紙基 137
二、分析測試過濾紙基 144
三、茶葉過濾紙基 148
參考文獻 151

第六章 疏水/疏油/親水/親油性紙基功能材料 153
第一節　紙基材料表面潤濕性機理介紹 154
一、物體表面的潤濕模型 154
二、不同潤濕界面的定義 156
第二節　疏水疏油紙基功能材料 159
一、制備 159
二、應用 165
第三節　疏水親油紙基功能材料 167
一、制備 167
二、應用 168
第四節　親水親油紙基功能材料 170
一、制備 170
二、應用 176
第五節　親水疏油紙基功能材料 178
一、制備 178
二、應用 179
第六節　展望 182
參考文獻 183

第七章 阻燃與隔熱類紙基功能材料 188
第一節　阻燃紙基功能材料 189
一、紙基功能材料用阻燃劑分類 189
二、紙基功能材料的燃燒和阻燃機理 197
三、阻燃紙基功能材料的制備 201
四、阻燃紙基功能材料的應用 204
五、展望 209
第二節　隔熱紙基功能材料 209
一、隔熱紙基功能材料的現狀 209
二、隔熱紙基功能材料的熱量傳遞方式 211
三、隔熱紙基功能材料的構效關系 213
四、隔熱紙基功能材料的制備 214
五、隔熱紙基功能材料的應用 216
參考文獻 218

第八章 過濾與分離紙基功能材料 223
第一節　概述 224
第二節　基本原理 227
一、氣體過濾原理 227
二、液體過濾原理 233
三、分離原理 240
第三節　制備工藝 255
一、濕法無紡布制備工藝 256
二、復合法制備工藝 261
第四節　運用實例 264
一、汽車過濾 264
二、高效空氣過濾 265
三、水過濾 267
四、電池隔膜紙 268
五、口罩 268
參考文獻 270

第九章 紙基分析檢測功能材料 273
第一節　紙基分析檢測功能材料的發展狀況 274
第二節　紙基分析檢測芯片的制造加工方法 278
一、物理阻隔/沉積法 279
二、化學改性法 281
三、生物化學紙修飾法 282
第三節　紙基分析檢測芯片的主要檢測方法 283
一、電化學法 283
二、化學發光法 284
三、電化學發光法 284
四、熒光法 284
五、比色法 285
第四節　紙基分析檢測芯片的應用 285
一、醫學診斷應用 285
二、環境監測應用 287
三、食品安全控制應用 288
第五節　紙基分析檢測功能材料應用案例 289
一、血型檢測紙基芯片及紙基結構的優化與調控 290
二、基于光透射密度測量水體重金屬離子的紙基芯片 293
三、用于牛奶中抗生素高通量檢測的紙基芯片 295
四、紙基分析檢測芯片復合基底的構建及物理性能和檢測性能的優化 296
第六節　展望 298
參考文獻 298

第十章 其他紙基功能材料 305
第一節　乳霜紙基功能材料 306
一、概述 306
二、乳霜的制備技術及原理 311
三、乳霜紙的制備 316
四、展望 317
第二節　光催化紙基功能材料 317
一、光催化材料概述 317
二、納米TiO2光催化材料 320
三、光催化紙基功能材料應用研究 322
四、展望 328
第三節　果蔬保鮮紙基功能材料 328
一、概述 328
二、類型及特點 331
三、制備技術 341
四、展望 344
第四節　電磁屏蔽紙基功能材料 345
一、概述 345
二、電磁屏蔽材料的屏蔽機理 345
三、電磁屏蔽材料的分類及發展 346
四、電磁屏蔽紙基功能材料國內外研究現狀 348
五、電磁屏蔽紙基功能材料的制備方法與功能特性 350
六、電磁屏蔽紙基功能材料的應用 353
七、展望 354
第五節　裝飾原紙紙基功能材料 355
一、概述 355
二、裝飾原紙的質量要求 357
三、裝飾原紙用功能材料與特性 357
四、功能材料在裝飾原紙中的應用 361
五、展望 364
參考文獻 365

索 引 370