封面文章|韦长河南宁师范大学韦长河、龙攀峰等:纸浆模塑用无氟防油剂的研究进展

纸浆模塑作为一种环保型包装材料，具有可降解、可再生和易回收等特性，广泛应用于食品包装等领域，又因其无毒、无味、环保的特点，成为替代传统塑料包装的理想选择。然而，未经助剂处理的纸浆模塑制品因富含羟基和多孔结构而防油效果较差^[1]，尤其在食品包装应用中，制品的防油性能直接影响到其安全性和使用效果。为提高制品的防油性能，通常使用含氟化合物作为助剂，虽然显著提升了防油效果，但也对环境和人体健康构成了严重威胁，在生产或使用过程中会释放有害物质，不仅成本高，还具有持久性和生物积累性^[2]。因此，研发纸浆模塑用无氟防油剂成为当前研究热点，它具有更好的安全性与环保性，不会影响纸制品的可回收、可降解性，更加受到人们的青睐。餐盒类制品通常采用后成型表面处理工艺，通过精确控制的涂布或喷涂技术将无氟防油剂均匀分布于制品表面；在纸杯纸碗制品生产中，通常将无氟防油剂加入纸浆中，使其均匀分散，经成型、高温热压等工艺制成餐具，二者均表现出良好的防油性能，满足高油脂含量食品的盛装需求。

无氟防油剂的研发与应用可以减少在生产和使用过程中有毒物质的排放^[3]，降低对环境和人体健康的威胁，符合全球环保和可持续发展的趋势。在应用于食品包装时，可避免含氟物质在食品包装中的迁移，保障食品风味^[4]，更保障消费者的健康安全；还能推动纸浆模塑行业的产业升级和技术进步，提高市场竞争力，促进行业的可持续发展。纸浆模塑用无氟防油剂的研究不仅对提升制品的防油性能至关重要，同时在实现绿色环保和可持续发展方面也具有深远意义。本文旨在总结当前无氟防油剂的研究现状及发展趋势，以期为纸浆模塑的研究和应用提供参考。

1发展趋势

传统的防水防油剂通常含有全氟辛酸（PFOA）、全氟辛烷磺酸（PFOS），具有生物积累性、毒性及难降解性^[5]。近年来欧盟官方发布一旦食品接触包装中任何单一全氟或多氟烷基化合物（PFAS）的浓度经靶向分析后≥25×10⁻⁶或总浓度≥250×10⁻⁶则禁止销售；美国华盛顿州禁止在食品包装中使用PFAS；中国的纸浆模塑行业起步较晚，目前还没有像欧美国家那样全面和明确的禁令，但也在逐步加强对PFAS在内的有害化学物质的管控。含氟防油剂与无氟防油剂在防油性能、环境影响及安全性等方面存在显著差异，随着安全环保意识的提高与各种政策的颁布限制了高含氟助剂产品的生产与使用，逐渐被低氟及无氟产品取代^[6]，全球范围对氟化物的使用进行限制和监管，减少氟化物的使用，减少它的发展空间和应用领域。

为了可持续发展，扩宽应用领域，无氟防油剂成为最佳替代品，随着技术的不断发展，它的防油效果逐渐接近含氟防油剂，且成本相对可控，能有效避免含氟化物的弊端，使得纸浆模塑行业在选择助剂时，更加倾向于安全、环保的无氟防油剂^[7]。许多新型无氟助剂的相继问世，如多糖、纳米材料、有机硅等类防油剂，这些助剂不仅具有良好的防油效果，还兼顾了材料的可持续、可回收性，为无氟防油剂的使用和推广铺平道路。随着企业社会责任感增强，为了规避含氟化物的弊端，积极采用无氟材料和技术，这种自我驱动将加速促进无氟防油剂的应用。总体来说，纸浆模塑用无氟防油剂是大势所趋，这一趋势不仅能满足日益严格的环保法规和消费者的需求，还能推动行业技术的进步与创新。随着无氟防油剂性能的不断提升及市场对环保产品认知的增强，未来无氟助剂将在纸浆模塑行业中发挥着更加重要的作用。

2 现有无氟防油剂的研究进展

2.1 防油剂的种类

随着科技的进步和环保意识的提升，防油剂的种类日趋丰富，包括纳米二氧化硅、多糖类（如淀粉、壳聚糖、纤维素、海藻酸盐^[8]等）、蛋白质类、有机硅类等防油剂。

2.2 疏油纳米二氧化硅

纳米二氧化硅具有优异的物理化学性质，通常表现出较大的比表面积和良好的可降解性等^[9]，通过改性剂进行疏油改性，使用黏合剂辅助涂层，通过喷涂、浸涂、涂覆等方式应用于基材，从而提升其防油性能，广泛应用于涂层和表面改性等领域。在食品包装领域，常用的纸基材料原料具有来源广、成本低廉、可再生、可生物降解、无毒等优势^[10]，在当前的“以纸代塑”的环保趋势下，疏油纳米二氧化硅应用于纸基材料符合绿色发展的总趋势。Qiu等^[11]通过花状二氧化硅的三维分层结构和具有低表面能的较短碳氟化合物链之间的共同作用构建了超疏水和疏油涂层表面，采用三乙氧基（1H，1H，2 H，2 H-九氟己基）硅烷和甲基三乙氧基硅烷（MTES）对二氧化硅进行复配改性，可以获得低表面能的涂层表面，油接触角为（142.2±0.8）°。Lo等^[12]制备了平均粒径为400 nm的介孔二氧化硅，用氟烷基硅烷1H，1H，2H，2H-十七氟癸基三甲氧基硅烷（FAS-17）改性，以赋予低表面能，以环氧树脂黏合，将改性后的二氧化硅喷涂到基材上，表现出优异的超疏油涂层。使用含氟硅烷对纳米材料进行改性，具备优异的防油性能、较低的含氟改性剂用量及改性后的二氧化硅不是高分子含氟化物等优势，但改性剂是含氟单体并不符合当前发展趋势，对人体健康、环境等具有一定威胁，故无氟改性单体是未来的重要研究方向。

2.3 多糖类防油剂

2.3.1 淀粉类防油剂

绿色环保的多糖类防油剂因原料来源广、可降解、对人体无毒且具有良好的防油效果而备受关注，其中淀粉具有低成本、安全环保、优异的相容性等优势^[13]。Kansal等^[14]制备了由淀粉和玉米醇溶蛋白组成的双层纸张涂层，首先在纸上涂上淀粉，随后再涂上一层玉米醇溶蛋白，制得可回收防油纸。结果表明，涂布纸的Cobb值为4.81 g/m²，具有出色的耐油脂性，达最高防油等级（12级），如图1所示^[14]。Ni等^[15]制备了一种应用于食品包装纸的淀粉基柔性涂层，羧甲基纤维素（CMC）被用作ZnO纳米颗粒（NPs）的封端剂，由于其优异的柔韧性和成膜能力，提高了淀粉与ZnO NPs之间的混溶性。研究发现随着ZnO NPs剂量的增加，复合薄膜的粗糙度增加，涂布纸的水蒸气透过率降低了13.5%，对大肠杆菌的抗菌率也提升了83.4%。Zhong等[16]在食品包装纸涂有不同浓度辛烯基琥铂酸酐（OSA）改性的木薯淀粉，结果表明当用质量分数为3%的OSA、质量分数为20%的淀粉时，涂布纸达到八级防油水平，Cobb值达到17.6 g/m2，且纸张表面的粗糙度降低，拉伸强度等增强，满足食品包装的强耐油和力学性能要求。

图1纸张基材上的各种涂层的防水和防油性能^[14]

Fig.1 Waterproof and oil-proof properties of various coatings on paper substrate^[14]

Cheng等^[17]通过溶液浇铸法从玉米淀粉（CS）掺入壳聚糖（CH）和纳米TiO ₂制备了可生物降解的复合薄膜。结果显示CH和CS之间形成了氢键，纳米TiO ₂与CS和CH之间存在共价相互作用，纳米TiO₂的掺入在 CS/CH 薄膜中增加了拉伸强度、防潮性和防油性。Deng等^[18]以高碘酸钠为氧化剂，通过木薯淀粉氧化合成二醛淀粉（DAS），通过在纸基表面涂布DAS制备防水耐油包装纸，探究醛含量对DAS膜及疏油性能的影响，如图2所示^[18]。结果表明，DAS为质量分数5%（醛含量为98%）的涂布纸综合耐水性和耐油性最好，Cobb值为1.9 g/m²，Kit等级为10级。淀粉类防油剂是目前食品包装防油研究领域的一大热点，不仅性能优异，还可与其他多种材料混合使用，进而改善其防水防油性能、热稳定性等，在未来的研究应用中，具有巨大的发展潜力^[19]。

图2二醛淀粉（DAS）的合成及应用^[18]

Fig.2 Synthesis and application of dialdehyde starch (DAS)^[18]

2.3.2壳聚糖类防油剂

壳聚糖分子含有氨基、羟基等基团，化学性质活泼，具有良好的生物降解性、成膜性、抗油等性能，来源广泛^[20]且拥有良好的生物相容性，能与其他材料进行复配使用。Korumilli等^[21]制备一种瓜尔豆胶（GG）-壳聚糖（CS）混合物的拒油、抗菌涂层，加入三聚磷酸钠（STPP）作为交联剂，通过浸涂法应用于包装纸上。结果表明，当使用质量分数为1.5% 的瓜尔胶、质量分数为0.09%的STPP、质量分数为1%的壳聚糖和质量分数为1.5%的甘油时具有良好的防油和抗菌特性。Roman等^[22]将木聚糖衍生物（用烷基酮二聚体处理的疏水木聚糖——XyAKD和乙酰化木聚糖——XyAc）和壳聚糖生物聚合物（Ch）作为涂层，以单层和双层形式涂覆在包装纸上。结果显示与未涂布纸和木聚糖涂布纸相比，涂布木聚糖衍生物和壳聚糖配方的单层和两层连续纸样品对水、水蒸气和脂肪化合物表现出更好的阻隔性能，其化学结构基于阳离子基团（NH³⁺）与脂质的阴离子基团静电相互作用，壳聚糖增强了涂布纸的耐脂肪性和耐油性，使涂层的Kit防油级别达到8级。Vrabič等^[23]在包装纸涂布了6种不同的涂层溶液，其中含有壳聚糖、玉米醇溶蛋白和迷迭香精油的组合。结果表明，涂有混合玉米醇溶蛋白-迷迭香油的纸张的阻油性能增加，而涂有壳聚糖-迷迭香油涂料溶液的纸张的透水性降低。这种两层涂层的结果显示出优异的防水（Cobb值为2.18 g/m²）和阻隔油性能，所有涂布纸均表现出较高的热稳定性。

Yi等^[24]依次涂布含有壳聚糖、玉米醇溶蛋白和木质素的纤维素纳米纤维（LCNF），得到一种拥有优异的阻隔能力、细胞相容性和可降解性的涂层纸。结果显示制备的三层涂布纸的Cobb值为 4.93 g/m²，还具有极佳的耐热油性，即使在210 ℃的油温下也不会渗透，如图3所示^[24]。三层涂布纸还表现出优异的耐乙醇、耐酸和耐碱溶液的能力，这些优异阻隔能力是基于涂布这3种物质而形成的光滑致密的保护层。Shi等^[25]介绍了一种由壳聚糖（CS）、京尼平（GP）和微纤化纤维素（MFC）组成的全生物基耐油脂复合涂层，用于可持续纸质食品包装。涂料配方的系统优化表明，质量分数为2%的CS、质量分数为0.1%的GP和质量分数为15%的MFC成分在4 g/m²的极低涂层定量下防油性能高达12级。

Jing等^[26]以胶原纤维、壳聚糖和聚二甲基硅氧烷（PDMS）为原料，制备了一种无氟耐油性材料。为了提高耐油脂性，第1层填充了由胶原纤维/壳聚糖和戊二醛的交联产物制成的多孔基质，随后涂布PDMS涂层，当壳聚糖用量为30%、聚二甲基硅氧烷质量分数为5%时，纸张的抗油性达12级。Shen等^[27]通过将壳聚糖和硬脂酸分别用作防油和防水涂层的第1层和第2层。研究表明涂层样品在（95±5）℃的热水和热油中浸泡30 min后没有出现任何泄漏，显示出卓越的疏水疏油性。

2.3.3纤维素类防油剂

纤维素类防油剂是以纤维素或其衍生物为主要成分，具有高效成膜性，能够在纤维表面形成一层保护膜从而阻止油脂的渗透和扩散，无毒且易降

解。Yi等^[28]在纸上制备双层涂层，第1层是纤维素纳米纤维（CNF），第2层涂层包含聚二甲基硅氧烷（PDMS）和CNF。结果表明层纸的物理性质和油阻隔性能得到了极大改善，Cobb值为（35.18± 2.15）g/m²，油接触角为97.1°，如图4所示^[28]。Yi等^[29]在纸基上涂有纤维素纳米纤维（CNF）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）和CNF微粒（CNFmp）的混合物，变成了疏水和疏油的纸基材料。当涂层用CNF 悬浮液的质量分数为2%、CNF层厚度为16 μm、涂层厚度为18 μm时，纸张表现出良好的防油性能，油接触角为（91.8±1.9）°。Zhu等^[30]用海藻酸钠（SA）、纤维素纳米纤维（CNF）、乙基纤维素（EC）和聚乙烯醇缩丁醛（PVB）来制造不透水和油的涂层。首先用CaCl₂溶液浸渍纸张，随后将SA和CNF均匀混合并涂覆到纸张上，钙离子交联增强了SA/CNF涂层与纸张之间的结合，从而提高了其抗油性能。

图3 未涂布纸（a）、单涂层纸（b）、双涂层纸（c）和三涂层纸（d）在 90~ 210 ℃的耐热油性能^[24]

Fig.3 Heat resistance of uncoated paper (a), single coated paper (b), double coated paper (c) and triple coated paper (d) at 90 to 210 ℃^[24]

图4涂布纸的 WCA 和 OCA^[28]

Fig.4 WCA and OCA of coated paper^[28]

Du等^[31]在纸基表面涂覆磺化纳米原纤化纤维素（SNFC）以填充多孔，将获得的纸浸泡在壳聚糖水溶液中作为第2层，以改性聚乙烯醇（MPVA）为第3层。实验结果表明，5.2 g/m²的SNFC、2.5 g/m²的壳聚糖和7%的MPVA表现出显著的疏油性，油接触角为103.93°，这种无氟且实用的方法是现有含氟材料的绝佳替代品，将进一步促进纤维素基包装的发展。Wang等^[32]使用全木质纤维素纳米纤维（LCNF）的复合涂层开发了一种环保的耐油和防水纸，结果表明，随着LCNF含量的增加，涂布纸的阻隔性能和力学强度大大提高，含质量分数50% 的LCNF纸基的油和水接触角分别为69°和78°，而原纸的油和水接触角分别仅为30°和20°，如图5所示^[32]。Zhu等^[33]通过海藻酸钠（SA）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）和疏水性二氧化硅纳米粒子（HSNP）的组合，为纸基开发了新型防水防油涂层。研究表明当第1层涂层的成分由质量分数为2%的SA和质量分数为2.5%的HPMC组成、第2层涂层由质量分数为1%的HSNP和质量分数为8%的PVB组成时，获得了出色的阻隔性能和力学性能，由于SA和HPMC氢键效应、PVB优异的成膜性能及HSNP的优异耐水性，在纸张上形成致密坚韧的保护涂层，Cobb值为4.23 g/m²，达12级抗油水平，最终的涂布纸显现出卓越的耐油性。

图5原纸与涂布纸的油、水接触角^[32]

Fig.5 Oil and water contact angles of raw paperand coated paper^[32]

2.3.4海藻酸盐类防油剂

海藻酸盐作为一种从海藻资源中提取的多糖，具有来源丰富、低成本、无毒、易生物降解和生物相容性好等优点，是制备生物材料的良好选择^[34]。Ma等^[35]用烷基酮二聚体（AKD）将海藻酸钠（SA）酯化，制得耐水耐油剂SAD，它能够降低表面能并堵塞纸张的纤维孔，从而提高纸张的阻隔性能。结果显示涂层量为（2.13±0.26）g/m²时，耐油等级可达6级，适用于食品包装。Sheng等^[36]制备涂有海藻酸钠（SA）/羧甲基纤维素钠和SA/海藻酸丙二醇酯的无氟防油纸，可达9级防油水平。Li等^[37]使用2种生物质基聚合物海藻酸钠（SA）和壳聚糖与有机硅乳液形成阻隔涂层，以制备高性能纸基阻隔材料，通过双重涂层，实现防水和防油功能。测试结果表明，海藻酸钠-硅油乳液涂层纸的Cobb值为41.6 g/m²，远高于未涂布纸，达10级防油标准，可在24 h内减慢蓖麻油的渗透速度，且纸基涂料之间无化学反应，涂布纸表面成膜性好。

Kopacic等^[38]使用海藻酸钠和壳聚糖对初级和次级纤维素纤维生产的2种不同类型的纸板进行涂覆，全面的阻隔性测试表明这2种生物材料都能实现中高耐油脂性。朱瑞丰^[39]以壳聚糖（CS）溶液与海藻酸钠（SA）溶液为原料，通过阿魏酸（FA）交联制备复合防油剂，并涂布在纸基表面。结果显示，当CS与SA复配比例为8∶2，CS/SA的涂布量为4 g/m²时，纸张高达12级防油，具有良好的防油性能。Chen等^[40]以海藻酸钠（SA）和羧甲基纤维素钠（CMC）用作耐油涂层，以虫胶（LAC）和乙基纤维素（EC）形成防水涂层，以生产防水和耐油的涂层纸。当SA与CMC的质量比为1∶1，涂层量为5 g/m²时，涂层可达最佳防油等级12级，当LAC与EC的质量比为5∶4，涂布量为25 g/m²时获得最佳防水性（Cobb值为3.42 g/m²），并且在保持热水和热油30 min后没有泄漏，显示出其出色的耐热水、热油性能。

2.4蛋白质类防油剂

蛋白质类防油剂通常以天然蛋白，如大豆分离蛋白、玉米醇溶蛋白等为原料，通过物理或化学方法制备而成，通常具有成膜性强、生物相容性和可降解性。Li等^[41]以大豆分离蛋白和蒙脱石通过物理混合制备了耐油剂，在纸上涂覆获得食品包装防油纸，当涂布量为3 g/m²，防油等级可达8级且在80 ℃植物油能够保持10 min不泄漏，显示出良好的耐热性、耐油性，如图6所示^[41]。

Jeong等^[42]用乳清蛋白浓缩物（WPC）∶蜂蜡（BW）∶蔗糖（Suc）制备涂层，检测涂层纸防潮和防油的性能。制备了6种具有不同WP∶BW∶Suc质量比（1∶0∶1、1∶0∶2、1∶1∶1、1∶1∶2、1∶2∶1和1∶2∶2）的涂层悬浮液，并涂布在纸板上。结果表明，与未处理的纸张相比，所有涂层纸都表现出高阻油性能。Jing等^[43]使用胶原蛋白（CF）、海藻酸钠（SA）和聚乙烯醇缩丁醛（PVB）制备涂层，将CF和SA充分混合，涂在经钙离子预处理的纸基上，以便与CF、SA的静电吸附产物交联，再通过涂覆PVB，阻隔性能进一步提高，在不同程度上增强了纸的耐水性和耐油性，高达12级防油水平。这种可生物降解材料具有优良的阻隔性、无氟性，可替代石化材料，应用于食品、包装、防水、耐油等领域，对人类健康和环境保护具有重要意义。

2.5有机硅类防油剂

有机硅防油剂是一种新型助剂，广泛应用于纸制品的生产与处理^[44]，因具有良好的防水、防油性能，能够有效提高纸制品的耐用性和实用性，对环境无害和独特的化学成分而引起广泛关注^[45]。以硅−氧（Si−O−Si）键为主链结构的聚硅氧烷，这种化学键的高键能使有机硅产品具有优异的热稳定性和化学稳定性，其分子结构不易断裂，特殊的结构使其同时具有无机材料和有机材料的性质。其主链可以允许相当大的旋转迁移率，分子框架内甲基有条不紊排列使表面能降至最低，从而放大了材料的疏水疏油性[46]，这种结构赋予其良好的稳定性和耐候性；其侧链常常带有硅甲基等基团，围绕硅-氧主链排列，能在基材表面形成一层难以被水和油浸入的屏障[47]，这些甲基有效地掩盖了硅-氧主链的极性，减少分子间的吸引力，并在应用时赋予光滑的质感[48]，具有良好的防油效果。

图6 不同涂布量纸张在加入热油时和加入热油10min后的耐热油性能测试^[41]

Fig.6 Test of heat oil resistance of paper with different coating amounts when hot oil is added and 10 minlater after addition of hot oil^[41]

^Li等^[49]将低表面能聚二甲基硅氧烷（PDMS）通过尿素接枝到生物基壳聚糖聚合物上，以制备共聚物壳聚糖-接枝-聚二甲基硅氧烷（壳聚糖-g-PDMS）。将壳聚糖-g-PDMS作为涂料从水溶液施涂到未漂白的纸基材上。结果显示涂布纸基材Cobb值为（9.89± 0.32）g/m²，还显示出良好的耐油性，通过对涂布纸样品进行再制浆和洗涤处理，验证了涂布纸的可回收性。这种新颖实用的方法可以提供无塑料、无氟和可回收利用的耐水和耐油纸。Nair等^[50]使用聚乙烯醇和壳聚糖接枝的聚二甲基硅氧烷共聚物的混合物，用于防油和防水纸基材，与未涂布纸相比，其耐油脂性更好，且涂层纸也可以重新制浆。张海艳等^[51]将无氟有机硅乳液（En和B9）及阳离子淀粉（CS）复配改性的无氟有机硅乳液（CE3/1-B9）喷涂于纸浆模塑包装材料表面，并对喷涂前后材料的疏水疏油等性能进行对比。结果显示，未改性的En和B9不能提高纸浆模塑包装的防油性能。当有机硅乳液总用量为5 g/m²时，喷涂CE3/1-B9的纸浆模塑包装材料Cobb值为3 g/m²，防油等级（Kit值）为8~9，具有良好的防油性能。

随着环保意识的提高以及外卖、网上购物等行业蓬勃发展，无氟防油剂的需求量急剧增长。低毒性、环保、低挥发、低残留的有机硅防油剂是未来的重要研究方向。目前相关报道较为有限，仍需持续进行创新研究。

3目前的问题与创新点

3.1表面处理

纸浆模塑助剂的添加主要采用表面涂布法、喷涂法、浆内添加法。表面涂布法通过涂布设备将防油剂均匀涂覆于制品表面而形成连续致密膜防油层，常用于精品包装盒等对表面质量要求高的材料；喷涂法利用高压雾化技术将防油剂喷涂于制品表面，形成防油涂层，常用于折叠包装盒等复杂形状制品，且可通过调节喷涂参数实现厚度精准控制。然而，这2种方法步骤繁琐，所形成的涂层易脱落，影响其长期使用效果，增加生产时间和成本的同时，部分助剂可能含有挥发性有机化合物，对环境和人体健康产生负面影响。

3.2浆内添加

浆内添加法通过将防油剂直接添加至纸浆中，利用纤维成型过程中的物理吸附与化学键合作用，可实现防油剂与基材的深度结合，适用于高耐油性食品包装。为了实现助剂均匀分布、提高涂层稳定性、延长使用寿命并确保制品的一致性，可使用浆内添加法。该方法使助剂能够在纤维间形成化学结合，从而提高制品的力学强度和耐久性。同时，一体化处理方式减少了后续涂布的工序，提高生产效率。此外，浆内添加助剂形成的防油保护层不易剥落，确保制品在整个生命周期内保持良好的性能。Ji等^[52]通过将单宁酸掺入牛皮纸浆中制备了新型纤维素纸，首先将牛皮纸浆纤维高碘酸氧化，得到二醛纤维素纤维，然后与各种剂量的单宁反应，通过纤维素上醛基与单宁上活性氢之间的共价键将其掺入纤维。制备了具有高抗氧化和阻隔性能的新型纸张。但浆内添加法在抄纸过程易导致防油剂流失，且高性能助剂成本高，增加生产成本，目前未实现商业化应用，具体应用仍需进一步深入研究。

淀粉、纤维素和蛋白质等材料因其独特结构和性能，通过改性处理使其具备防油性能。但这些材料使用量大，易导致制品的透气性与柔韧性变差；添加方式大多使用涂布法、喷涂法，步骤繁琐且防油涂层不稳定，防油性能仍有显著提升空间。可以通过分析不同物质的结构特征，进行适当的改性、优化配方比例。此外，研究浆内添加法引入助剂，并探究不同类型防油剂的复配使用，评估其协同防油效果，以实现最佳的防油性能。

3.3防油机制

含氟助剂通过其特有的化学结构和优异的表面活性来实现防油效果。由于特殊的碳氟链表现出低表面能特性，在基材表面成膜后，表现出优异的防油性能，鉴于碳氟化合物的稳定性，其防油效果也具有良好的耐久性。为了避免含氟助剂对人体、环境造成的危害，向无氟助剂转变已成为一种必然趋势。受含氟助剂防油机理启发，应研究出具有低表面能特性的新型化合物，选择合适的无氟材料，如有机硅单体、多糖等材料，通过处理制备无氟防油剂，这些材料体积较大并含有疏油基团，且能够与多种材料进行聚合，通过优化实验配方，可以有效提高防油效果。

3.4无氟防油剂对比

常用无氟防油剂优缺点比较如表1所示。

4结语

无氟防油剂的研究与应用表明，其不仅能显著提升纸浆模塑产品的防油性能，还符合可持续发展理念，随着环保意识的增强和限氟政策的推动，其在市场上的前景十分广阔。纳米纤维素防油剂与有机硅防油剂是未来的重要研究方向，通过优化表面改性技术、分子结构设计及多组分协同防油体系，进一步提升防油性能，以突破现有无氟防油剂耐高温性差、防油耐久性差等弊端。随着无氟防油剂综合性能的提高，有望在未来完全替代含氟产品，为可持续包装产业的发展做出重要贡献。