李 建， 吳偉兵*， 景 宜， 戴紅旗

（南京林業(yè)大學(xué) 江蘇省制漿造紙科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210037）

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功能紙的研究進(jìn)展1

李 建， 吳偉兵*， 景 宜， 戴紅旗

（南京林業(yè)大學(xué) 江蘇省制漿造紙科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210037）

摘 要：功能紙是在紙?jiān)行阅芑A(chǔ)上增添新功能的新型紙，以改性纖維和特種纖維等功能性纖維為原料進(jìn)行抄造是制備功能紙的主要方法之一。此外添加功能性填料或助劑以及紙加工方法也是制備功能紙研究的熱點(diǎn)。如今功能紙已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活中的方方面面，如衛(wèi)生保健領(lǐng)域的衛(wèi)生保健紙、除臭紙、抗菌紙、屏蔽輻射紙、快速檢測領(lǐng)域的試紙等。本文主要綜述了功能紙的制備方法、功能紙的應(yīng)用以及高端技術(shù)在功能紙中的應(yīng)用并對其發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：功能紙；制備方法；功能纖維；高新技術(shù)；應(yīng)用

紙是我國的四大發(fā)明之一，在人類歷史文化傳承中發(fā)揮了巨大的作用。同時(shí)也是人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡谋匦杵?。紙具有三大功能：記錄、包裝、擦拭，該分類方式一直沿用至今［1］。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們對環(huán)境保護(hù)的重視，紙及其衍生產(chǎn)品以其獨(dú)特的性質(zhì)正發(fā)揮著越來越重要的作用。功能紙，即在紙張?jiān)行阅艿幕A(chǔ)上增添功能的一種新型紙，可以認(rèn)為是片狀的新材料［2］。如今人們可以通過使用功能性纖維原料、功能性填料、紙加工、印刷等方法，或利用納米技術(shù)、微膠囊技術(shù)、微流控技術(shù)等尖端科技賦予紙張除臭、抗菌、耐熱、導(dǎo)電、催化等功能。功能紙作為一種新型材料已經(jīng)引起了醫(yī)療、生物、能源、電子技術(shù)等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，未來的功能紙將更廣泛的應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療保健、生物檢測、國防科技等諸多領(lǐng)域，同時(shí)也會滲透到人們生活的各個(gè)方面［3］。本文主要綜述了功能紙的種類、制備、應(yīng)用和發(fā)展前景等方面的最新研究進(jìn)展。

1 功能紙的制備方法

功能紙的應(yīng)用面極廣，涉及學(xué)科領(lǐng)域眾多，如生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理等，在不同的領(lǐng)域所需要的功能紙種類及所需達(dá)到的要求也有所不同。這使得功能紙的使用面較窄，通常都是特意為了某一領(lǐng)域特殊用途而制備某種功能紙張，具有針對性強(qiáng)，附加值高等特點(diǎn)。根據(jù)不同的要求制備功能紙的方法也多種多樣，相同功能的功能紙也可以通過不同的方法制得。例如阻燃紙，既可以通過添加阻燃性填料制備同時(shí)也可以直接利用特種纖維制得。常見的方法有使用功能性纖維原料、填料和助劑，紙加工以及印刷等。

1.1 基于功能性纖維原料

以功能性纖維為原料進(jìn)行抄造是制備功能紙的主要方法之一。功能性纖維主要包括改性纖維和特種纖維。纖維表面性能對紙張性能有非常重要的影響，人們設(shè)法通過對纖維進(jìn)行表面改性來達(dá)到期望的表面性能，以滿足紙張?zhí)厥庑阅艿囊?。目前常用的纖維表面改性方法有物理改性、生物改性及化學(xué)改性3種方法［4-7］。植物纖維經(jīng)過改性之后會得到一些新的功能如吸濕性、染色性、抗靜電性、阻燃性等［8］?？捎迷摲N改性纖維作為造紙?jiān)希蛊涮匦栽诩垙堉斜憩F(xiàn)出來。Lee等［9］用2-溴異丁酰溴（BiB）與濾紙表面羥基反應(yīng)制備大分子引發(fā)劑，然后以CuBr/聯(lián)吡啶（BPY）為催化體系，1，2-二氯代苯為溶劑，在80℃下反應(yīng)48 h，在濾紙表面接枝甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA），最后用烷基溴對接枝濾紙進(jìn)行季銨化處理得到具有永久抗菌性的濾紙。將該改性濾紙和大腸桿菌一起孵化后發(fā)現(xiàn)6.25 cm2濾紙能夠在幾分鐘內(nèi)殺死109個(gè)細(xì)菌。Balu 和 Hess等［10］首先采用氧等離子體刻蝕纖維表面，然后再用五氟乙烯氣體的等離子體化學(xué)氣相沉淀在纖維表面形成一層厚度約為 100 nm的薄膜，制備出了低滑動角（3.4±0.1o）的超疏水紙張。

功能紙常用的特種纖維有金屬纖維、陶瓷纖維、碳素纖維、玻璃纖維等。利用上述特種纖維原料同時(shí)輔以一定的膠黏劑或采用先進(jìn)抄紙技術(shù)，就能制備出相應(yīng)功能的功能紙。美國KIMBERLY-CLARK公司［11］首先在玻璃纖維和水的懸浮液中加入銀氨溶液，之后利用化學(xué)還原的方法使銀析出沉淀在玻璃纖維上，最后用已鍍銀的玻璃纖維與各種類型的紙張結(jié)合制備出導(dǎo)電紙。周輝［12］利用濕法工藝成功抄造了陶瓷纖維紙，首先采用標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器直接將纖維打散，重力沉降除渣后，用標(biāo)準(zhǔn)紙頁成形器進(jìn)行抄片，然后在一定濃度的鋁溶膠中進(jìn)行浸漬處理，最后利用烘缸進(jìn)行干燥。結(jié)果表明使用液體氧化鋁浸漬的陶瓷纖維紙強(qiáng)度高，抗張指數(shù)可以達(dá)到近4.70 N·m/g，燒失量低于4.6%。張小偉等［13］將芳綸漿粕、芳綸短切纖維以1∶4的比例混合云母為原料，利用預(yù)先抄造―熱壓成型工藝，制備出具有優(yōu)良耐溫性能和電氣絕緣性能的絕緣紙。張誠等［14］首先將玻璃纖維進(jìn)行表面預(yù)處理，然后配制成1%濃度的懸浮液，調(diào)節(jié)指定的pH值浸泡30 min，另取適量漿料添加一定比例的木漿和增強(qiáng)劑，混合后用纖維接力器進(jìn)行攪拌分散，混抄制得效果良好的空氣濾紙，結(jié)果表明25%玻纖含量和40oSR木漿打漿度能較好兼顧紙頁的強(qiáng)度指標(biāo)和過濾性能；當(dāng)pH為 3.5時(shí)玻璃纖維分散效果最好；pH為3.0時(shí)，紙頁的強(qiáng)度和過濾性能最佳；分子量900萬的CPAM對濾紙的增強(qiáng)效果最好。

1.2 基于功能性填料或助劑

添加功能性填料或助劑可以賦予紙張多種特性如磁性、光催化、阻燃性、除臭性、導(dǎo)電性等［15-19］，這種方法制備功能紙具有方便，易操作，容易大量生產(chǎn)等特點(diǎn)。無機(jī)填料可通過直接濕部添加、胞腔內(nèi)填充、原位合成，和表面填充等方法負(fù)載在紙張中從而制備得到功能紙［20］。Matsubara等［21］將TiO2作為造紙?zhí)盍咸砑拥郊垵{中制得具有光催化性的功能紙。袁麟等［22］采用濕部添加方式將加載銀離子、銅離子的天然礦粉以填料的形式加在漿料中，制得抗菌能力強(qiáng)、表面舒適和無副作用的抗菌紙。陳曉宇等［23］以四腳狀氧化鋅晶須（T-ZnOw）為填料制備出良好抗菌效果的抗菌紙，與以ZnO作為填料的抗菌紙相比，以四腳狀氧化鋅晶須（T-ZnOw）為填料制備出的抗菌紙對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及黑曲霉菌的抗菌效果獲得了極大地提高，如表1所示。

表1 抗菌紙對不同菌種的抑菌率（%）［23］

1.3 紙加工

紙加工方法制備功能紙是對紙進(jìn)行兩次或三次的加工以賦予紙張更多的功能［24］，如防水、防火、防銹、防粘、防輻射、耐磨、耐熱、耐高壓等［25］。加工方式既可以是物理作用也可以是化學(xué)作用，主要包括涂布、表面施膠、等離子處理、浸漬、金屬蒸鍍、層合、噴膜、β-射線輻射等［26］。上述這些方法還可以以相互組合的方式對紙進(jìn)行加工。日本專利報(bào)道了一種制備導(dǎo)電紙的方法，具體是將精細(xì)的導(dǎo)電無機(jī)粉末分散相涂布于紙基上，然后涂布含有固化劑和交聯(lián)劑的水溶液對導(dǎo)電紙進(jìn)行固化和交聯(lián)，從而得到導(dǎo)電紙。Fukahori等［27］采用氧化鋁溶液作為膠黏劑，成紙后在氧化鋁溶液中浸漬制得催化紙。Deng等［28］用乙醇預(yù)濕紙巾，然后在其表面涂覆納米氟化硫制備出超雙疏濾紙（如圖1a所示），該濾紙具有疏水和疏油雙重特性。當(dāng)水的密度大于油的密度時(shí)，濾紙顯示疏水；當(dāng)水的密度小于油的密度，該濾紙顯示疏油特性。（如圖1d所示）。

圖1 a. 制備雙疏水紙張；b和c電鏡掃描原始紙巾和雙疏紙巾的纖維形態(tài)；d. 選擇性分離油水混合物［28］

1.4 印刷法

由于印刷技術(shù)可以通過指定形狀和大小的圖案處理各種不同活性和功能物質(zhì)，所以利用這種特性可制備各色功能紙［29］。常用的印刷方法有凹版印刷、凸版印刷、噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷等［30］。如“紙電池”制作所采用的方法是在片狀基材上印刷不同功能漿料，以構(gòu)成電池的正負(fù)極［31］。據(jù)報(bào)道，美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們使用氣相沉積法印刷制造出紙電池［32］。近年來隨著微流控技術(shù)的發(fā)展，利用彩色噴蠟打印機(jī)制作紙基微流控芯片從而制成一些用于醫(yī)學(xué)檢測的試紙也成為功能紙研發(fā)關(guān)注的熱點(diǎn)［33］。Lewis等［34］用蠟染技術(shù)來制造高通量的三維紙基微流控芯片，該技術(shù)可在1 h內(nèi)制造出數(shù)以百計(jì)的紙基微流控芯片。該種功能紙具有生產(chǎn)周期短、成本低、檢測速率快、體積小、可一次性使用、可進(jìn)行多重檢測等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為在生物醫(yī)學(xué)中具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應(yīng)用前景。

2 功能紙的應(yīng)用

2.1 衛(wèi)生保健領(lǐng)域

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，生活條件改善，如今人們對自己的生活環(huán)境及生活品質(zhì)有了更高的要求。這也促生了各類改善性的功能紙。如，除臭紙、抗菌紙、無塵紙、輻射屏蔽紙等。這些功能紙可用于多種公共場所，如醫(yī)院、學(xué)校、大型商場、酒店、體育館、網(wǎng)吧等?？梢詷O大地改善這些場所的環(huán)境舒適度，減少細(xì)菌的滋生以及疾病的傳播。

2.1.1 除臭紙

除臭紙是一種常見的的清潔衛(wèi)生功能紙，可用于餐廳廚房、衛(wèi)生間、車廂、醫(yī)院病房等公共場所。常見的除臭紙種類有活性炭除臭紙、方英石紙、阿米龍（Amiyon）紙、Anico紙等。除臭紙的除臭機(jī)理主要是利用除臭涂料中可吸收惡臭的無機(jī)物如硫酸鋇等吸收臭味以達(dá)到除臭效果。生產(chǎn)方式一般根據(jù)除臭劑的種類來設(shè)定。粉狀除臭劑多是添加到紙漿內(nèi)，而液體除臭劑多采用印刷、噴涂、浸漬等方法進(jìn)行二次加工［35］。

劉斌鉞等［36］在漿料中添加硅藻土抄造除臭紙，結(jié)果表明當(dāng)加入的硅藻土與纖維的比值為0.796時(shí)，除臭效果最好。另外除臭效果的好壞還與硅藻土的留著率有關(guān)，留著率越高，除臭效果越明顯。裘著革等［37］公開了一種除臭紙及其加工工藝的專利，該除臭紙由重量百分比80%～95%的紙漿和5%～20%脂肪酸鋅鹽組成。首先在紙漿水溶液中由脂肪酸鈉皂液與硫酸鋅進(jìn)行反應(yīng)生成脂肪酸鋅鹽，然后在模具中加壓成型、涼干，外型制作成各類紙以達(dá)到除臭目的。該紙可根據(jù)需要制成各類除臭紙，可用于冷庫、病房、衛(wèi)生間、起居室等，改善環(huán)境，提高衛(wèi)生質(zhì)量。張璞等［38］發(fā)明公開了一種活性炭紙及其生產(chǎn)方法，首先是將粉狀活性炭、木漿、粘合劑混合均勻，然后在造紙機(jī)機(jī)上一次性成網(wǎng)定型，形成產(chǎn)品。該活性炭紙除臭效率高，工藝流程短，勞動生產(chǎn)率高。該除臭紙一方面可用于空氣凈化，加工過濾器、除臭鞋墊等能有效去除有機(jī)氣體、消除異味；另一方面還可以用于水處理濾芯，對于電鍍行業(yè)、電子行業(yè)等液體的過濾凈化，能去除水中的有機(jī)物質(zhì)，除氯、脫色效果顯著。

2.1.2 抗菌紙

抗菌紙?jiān)谌粘Ｉ铑I(lǐng)域具有非常廣泛的用途，如發(fā)票、紙幣、紙巾、食物包裝等?？咕埐粌H可以防止細(xì)菌的傳播，同時(shí)也可以延長紙張的壽命，已經(jīng)成為抗菌材料研究的熱點(diǎn)?？咕埖纳a(chǎn)方法是主要是通過將少量的抗菌劑以施膠、涂布、纖維改性、噴灑、浸漬等方式添加到紙張中制成具備抗菌性能的紙［39］。

林潤慧等［40］在干燥至60%～70%的紙頁表面噴涂濃度0.8%、1.0%的納米銀載抗菌粉體混合液和1.1%無機(jī)載銀抗菌粉體混合液。制備出具有廣譜性的銀系抗菌紙，并取得良好的效果。楊飛等［41］通過離子交換法制得了載銀量高達(dá) 5.38% 的抗菌紙，其抗菌效果較好，紙張強(qiáng)度基本不變，但白度略微降低。方燕［42］制備出一種對蘋果具有良好抗菌保鮮作用的抗菌紙，該紙以殼聚糖、聚乙烯醇、丁香、等材料制成，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該抗菌紙隨著殼聚糖―醋酸溶液濃度的增加紙張的阻濕性降低，阻氣性增強(qiáng)。

2.1.3 輻射屏蔽紙

在信息時(shí)代，電子科技在人們的日常生活中已經(jīng)無處不在。隨著電子產(chǎn)品的種類、數(shù)量的增多以及電子元件的精密程度不斷提高，電子元件所產(chǎn)生的電磁輻射，元件本身受到的外界電磁波干擾和人體遭受的電磁輻射危害等問題變得日益嚴(yán)峻。同時(shí)，如何防止電磁波干擾和機(jī)密泄漏也是亟待解決的問題［43］。

鐘林新等［44］對碳纖維屏蔽紙的屏蔽機(jī)理及其在電磁波頻率為100 kHz～1.5 GHz范圍內(nèi)的屏蔽性能進(jìn)行了探討，結(jié)果表明，屏蔽紙對不同頻率段電磁波產(chǎn)生不同的屏蔽效能； 隨著紙張電導(dǎo)率、厚度的增加，屏蔽效能提高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示該碳纖維屏蔽紙?jiān)?00 MHz～1.2 GHz頻段具有更高的屏蔽效能?？赏ㄟ^改變碳纖維含量和紙張厚度制備具有不同屏蔽效能的屏蔽紙，應(yīng)用于不同場合，防止電磁輻射危害與干擾、防止電磁信息泄漏。

2.2 快速檢測領(lǐng)域

快速檢測在許多領(lǐng)域都有著非常重要的作用，如海關(guān)進(jìn)口出口食品的檢測、水庫和河水等生活用水重金屬的檢測、病毒的檢測、空氣質(zhì)量檢測等［45］。功能性試紙憑借其制作簡單、使用方便、穩(wěn)定性好、靈敏性好、特異性強(qiáng)、反應(yīng)迅速、無需設(shè)備、結(jié)果顯示直觀、一次性使用、價(jià)格低廉、不需檢修維護(hù)等特點(diǎn)在這一領(lǐng)域大放異彩［46］。郭玉香［47］用0.002%維多利亞蘭B工作液制備鎘試紙，用0.001% 結(jié)晶紫工作液制備汞試紙，用0.10%的孔雀石綠制備鉛試紙，并在所測液體中加入相應(yīng)的掩蔽劑，應(yīng)用這幾種試紙分別對不同水體中痕量重金屬 Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）進(jìn)行測定，并分別與原子吸收分光度法和原子熒光光度法測定比較，結(jié)果滿意。呂艷慧等［48］設(shè)計(jì)了一種方便快捷檢測牛奶蛋白的試紙。首先利用甘氨酸、硫酸銅、增色劑、EDTA-2Na、等配制成復(fù)合試劑，然后浸潤試紙，干燥后便得到快速檢測牛奶蛋白的試紙。測試結(jié)果顯示該試紙檢測的蛋白濃度范圍是0.5%～3.5%，效果理想。

3 高端技術(shù)在功能紙中的應(yīng)用

3.1 納米技術(shù)

由于纖維素纖維的具有良好的親水性，生物相容性和可修飾性。以及組成結(jié)構(gòu)其高表面積，使其顯示出對納米材料的高度相容性［49-50］。故而納米技術(shù)在功能紙的研發(fā)中極為活躍，納米技術(shù)和納米材料可以用于制漿備料、纖維改性、濕部化學(xué)、紙張涂布等方面［51-53］。龐志鵬等［54］以紙纖維作為載體，碳納米管（CNTs）為導(dǎo)電劑，采用普通的造紙工藝制成碳納米管導(dǎo)電紙。曹曉瑤等［55］以納米 TiO2和實(shí)驗(yàn)室自制羧甲基殼聚糖為抗菌劑，制備了納米TiO2/羧甲基殼聚糖復(fù)合涂料，制成抗菌率達(dá)86.5%的優(yōu)良抗菌紙。Virendra等［56］制備了一種納米氧化鋅涂布紙，方法是以硝酸鋅和氫氧化鈉為前驅(qū)體，可溶性淀粉為穩(wěn)定劑制成納米氧化鋅涂料，將其直接涂布在紙頁上。制成的涂布紙的亮度、白度、紙張平滑度、印刷密度、吸油性能等均有了明顯提高，同時(shí)還具備出色的抗真菌和防止紫外線特性。

3.2 微膠囊技術(shù)

微膠囊技術(shù)是一種用成膜材料把固體或液體材料包覆形成微小粒子的技術(shù)，得到的微小粒子叫做微膠囊，一般粒子的直徑在2～1 000 μm［57］。這種微膠囊可以包覆有機(jī)溶劑、香料、染料、催化劑、防銹劑、生物材料等［58］。制備好的微膠囊具備可多種特性，如對光線敏感、化學(xué)敏感、溫度敏感、pH敏感、聲音敏感等［59-63］，利用微膠囊的特性可以制備多種功能紙。微膠囊技術(shù)最早應(yīng)用于功能紙是由美國 NCR公司研制的壓敏紙，即無碳復(fù)寫紙，該紙就是在其上層下層均涂有顯色微膠囊［64］。

甄朝暉等［65］應(yīng)用自制的脲醛預(yù)聚樹脂， 以 SMA作為乳化劑，采用原位聚合法研制出了壓敏型脲醛樹脂微膠囊。研究結(jié)果表明，微膠囊對芯材的包封較好，粒徑分布均勻集中，形態(tài)為單壁單核，囊壁密封性好，用該微膠囊可用來制作壓敏紙。日本愛媛縣造紙研究所采用直徑為0.01～0.02mm的發(fā)泡性微膠囊與丙烯熱塑性樹脂混合后涂布于紙上，制成熱敏立體圖像用紙。該紙涂布部分受熱后將會膨脹隆起 10倍，由此可得到立體圖像［66］。Ichiura H等［67］制備出一種對空氣濕度敏感的微膠囊，該微膠囊以FeSO4作為顏色材料制備明膠，同時(shí)用對苯二甲酰胺通過界面聚合反應(yīng)改性后的甘油異丙醇溶液來補(bǔ)充對濕度的敏感性。結(jié)果表明該微膠囊顏色變化時(shí)間取決于微膠囊改性甘油量以及包含在微膠囊中FeSO4的量。將該微膠囊運(yùn)用在紙上，可使得紙具備推測時(shí)間信息的功能。微膠囊技術(shù)還可以制得抗菌紙、防偽紙、香味紙、電子紙等。

3.3 微流控技術(shù)芯片

紙芯片微流控簡稱紙芯片，由Whitesides研究組在2007年提出，是微流控芯片中的最新發(fā)展領(lǐng)域［68-69］。利用微流控技術(shù)制成的紙芯片作為一種尖端功能紙已廣泛用于化學(xué)、材料、藥物分析、醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域［70-72］，尤其是對醫(yī)療檢測有著重大意義［73-74］。Shen等［75］制作了一種快速鑒定血型的功能紙芯片，首先在紙芯片上加入不同的抗體，通過這些抗體形成不同的圖案，觀察這些抗體與被測紅血球中的血細(xì)胞是否發(fā)生凝聚反應(yīng)從而鑒定血型。Henry等［76］利用石蠟打印機(jī)制作出一種可以對葡萄糖進(jìn)行定量分析的紙芯片。主要原理是通過葡萄糖在 GOx的催化下與 HRP反應(yīng)能使無色DAB溶液變?yōu)樽厣恋淼姆磻?yīng)機(jī)理，利用在紙芯片上形成的DAB沉淀?xiàng)l帶距離來分析葡萄糖濃度等參數(shù)。

Martinez等［77］利用微流控技術(shù)技術(shù)開發(fā)出一種低價(jià)、便攜、小容量，可以同時(shí)測定牛血清白蛋白（BSA）和葡萄糖濃度的功能紙芯片。如圖2所示，首先將一張SU-8膠體浸泡過的色層分析紙?jiān)?5℃下預(yù)烘干5 min，之后將其通過遮光膜在紫外線下照射10 s，用異丙醇洗掉未聚合的光膠，最后將紙進(jìn)行等離子氧化以增強(qiáng)它的親水性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該微流控試紙可測得BSA的濃度范圍為0～75 μM，測得葡萄糖的濃度范圍為0～550 mM。

圖2 利用光刻膠制作微通道過程［77］

4 展望

功能紙是化學(xué)、生物、物理、醫(yī)學(xué)等多學(xué)科交叉的產(chǎn)物，由于其針對性強(qiáng)，收益高，且具有環(huán)保等優(yōu)勢，正成為一種應(yīng)用越來越廣泛的功能材料。如今在功能紙的研發(fā)方面，人們還是主要傾向于對纖維原料的改性研究，和對功能填料及助劑的研發(fā)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多高新尖端科技正在應(yīng)用于該領(lǐng)域，功能紙的研究面也將得到拓展。尤其是對快速檢測、抗菌、防熱、防輻射等方面應(yīng)用的深度研究有著重大意義?，F(xiàn)階段由于國家對節(jié)能環(huán)保的重視，國內(nèi)紙業(yè)正處于謀求新發(fā)展階段，功能紙的開發(fā)對于造紙行業(yè)來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，將得到更多的關(guān)注，未來將成為很多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)大力研發(fā)的課題和方向。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 王敏， 皮小蘭. 功能紙發(fā)展現(xiàn)狀綜述［N］. 中國包裝報(bào)， 2004-09-09（3）.

［2］ 蘇慶年. 功能紙［J］. 上海造紙， 1989， 20（1） : 12-17.

［3］ 張運(yùn)展， 劉日鍵譯. 功能紙開發(fā)的技術(shù)課題和展望［J］. 國際造紙， 1995， 14（6）: 20-25.

［4］ Kan C W. KES-F analysis of low temperature plasma treated wool fabric［J］. Fibres & Textiles in Eastern Europe， 2008， 16（1）: 99-102.

［5］ Gu H. Tensile behaviours of the coir fibre and related composites after NaOH treatment［J］. Materials & Design， 2009， 30（9）: 3931-3934.

［6］ Wei L， McDonald A G， Freitag C， et al. Effects of wood fiber esterification on properties， weatherability and biodurability of wood plastic composites［J］. Polymer Degradation and Stability， 2013， 98（7）: 1348-1361.

［7］ Albadarin A B， Mangwandi C， Ala'a H， et al. Kinetic and thermodynamics of chromium ions adsorption onto low-cost dolomite adsorbent［J］. Chemical Engineering Journal， 2012， 179: 193-202.

［8］ 楊增吉， 邱化玉， 孫海梅. 改性纖維在造紙工業(yè)中的研究及其應(yīng)用前景［J］. 西南造紙， 2006， 35（3）: 10-12.

［9］ Lee S B， Koepsel R R， Morley S W， et al. Permanent， nonleaching antibacterial surfaces. Ⅰ. Synthesis by atom transfer radical polymerization［J］. Biomacromolecules， 2004， 5（3）: 877-882.

［10］ Balu B， Breedveld V， Hess D W. Fabrication of “roll-off” and “sticky” superhydrophobic cellulose surfaces via plasma processing［J］. Langmuir， 2008， 24（9）: 4785-4790.

［11］ Owens Corning Fiberglas Corporation.Method for making an electrically conductive paper: US， 4115917［P］. 1978-9-26.

［12］ 周輝. 阻燃防火紙的研制［D］. 天津科技大學(xué)， 2009.

［13］ 張小偉， 劉淑鵬. 芳綸纖維/云母復(fù)合絕緣紙制備技術(shù)研究［J］. 中國造紙學(xué)報(bào)， 2014， 28（4）: 19-22.

［14］ 張誠， 胡志軍， 王松凌， 等. 玻璃纖維空氣濾紙的制備及性能［J］. 紙和造紙， 2014， 10: 14-21.

［15］ Chia C H， Zakaria S， Ahamd S， et al. Preparation of magnetic paper from kenaf: Lumen loading and in situ synthesis method［J］. Am J Appl Sci， 2006， 3（3）: 1750-1754.

［16］ Mihailovi? D， ?aponji? Z， Radoi?i? M， et al. Functionalization of polyester fabrics with alginates and TiO2nanoparticles［J］. Carbohydrate Polymers， 2010， 79（3）: 526-532.

［17］ 李賢慧， 錢學(xué)仁. 鎂鋁水滑石用作造紙阻燃填料的研究［J］. 中國造紙， 2008， 27（12）: 16-19.

［18］ 劉焱， 于鋼. 原位沉積硅酸鋁制備隔熱紙［J］. 中國造紙， 2010， 29（5）: 25-29.

［19］ Hu L， Choi J W， Yang Y， et al. Highly conductive paper for energy-storage devices［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences， 2009， 106（51）: 21490-21494.

［20］ Shen J， Song Z， Qian X， et al. A review on use of fillers in cellulosic paper for functional applications［J］. Industrial & Engineering Chemistry Research， 2010， 50（2）: 661-666.

［21］ Matsubara H， Takada M， Koyama S， et al. Photoactive TiO2containing paper: Preparation and its photocatalytic activity under weak UV light illumination［J］. Chemistry Letters， 1995 （9）: 767-768.

［22］ 袁麟， 劉洪文， 崔天順， 等. 含天然礦粉的防腐殺菌紙及制造方法: 中國， 201110139642.6［P］. 2011-05-27.

［23］ 陳曉宇， 錢學(xué)仁. 四腳狀氧化鋅晶須在抑菌紙制備中的應(yīng)用研究［J］. 中國造紙， 2010， 29（5）: 30-34.

［24］ 馬龍， 胡紹進(jìn)， 萬俊杰， 等. 功能紙的特性與發(fā)展［J］. 湖南造紙， 2012（2）: 19-21.

［25］ 鄭樂聲. 特種紙及其涂布技術(shù)［J］. 上海造紙， 2006， 37（4）: 30-34.

［26］ 許士玉， 吳士波， 錢學(xué)仁. 功能紙加工技術(shù)［J］. 紙和造紙， 2010， 29（5）: 20-22.

［27］ Fukahori S， Ichiura H， Kitaoka T， et al. Preparation of porous sheet composite impregnated with TiO2photocatalyst by a papermaking technique［J］. Journal of Materials Science， 2007， 42（15）: 6087-6092.

［28］ Ge D， Yang L， Wang C， et al. A multi-functional oil-water separator from a selectively pre-wetted superamphiphobic paper［J］. Chemical Communications， 2015， 51（28）: 6149-6152.

［29］ 陸根發(fā). 發(fā)展迅速前途無量的特種印刷［J］. 印刷世界， 1994， （2）: 34-37.

［30］ 盛際虞， 孫德俠. 紙的印刷性能［J］. 天津造紙， 1982， 4（2）: 14-21.

［31］ 張霞昌. 紙電池和印刷電子［J］. 中國材料進(jìn)展， 2014， 33（3）: 186-192.

［32］ 科技訊. 紙質(zhì)太陽能電池制造技術(shù)［J］. 今日科苑， 2014（8）: 12-13.

［33］ 張瑞超. 紙微流控芯片電泳-直接化學(xué)發(fā)光成像技術(shù)聯(lián)用檢測人血清蛋白質(zhì)［D］. 陜西師范大學(xué)， 2011.

［34］ Lewis G G， DiTucci M J， Baker M S， et al. High throughput method for prototyping three-dimensional， paper-based microfluidic devices［J］. Lab on a Chip， 2012， 12（15）: 2630-2633.

［35］ 羅沖， 周英鵬， 程棟. 除臭紙的初步認(rèn)識［J］. 天津造紙， 2012， 34（2）: 10-11.

［36］ 劉秉鉞， 張浩淼， 郝軍， 等. 硅藻土用作除臭紙的研究［J］. 上海造紙， 2008， 39（1）: 36-40.

［37］ 裘著革， 李官賢， 張華山， 等. 除臭紙及其生產(chǎn)方法: CN， 200410072321.9［P］. 2004-10-12.

［38］ 張璞， 張圣美， 沈永炎， 等. 活性炭紙及其生產(chǎn)方法: CN， 201110072132.1［P］. 2011-03-24.

［39］ 張靜， 馮學(xué)愚， 邱樹毅， 等. 抗菌紙的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用［J］. 西南造紙， 2006， 35（1）: 14-17.

［40］ 林潤惠， 駱雪萍， 馮秋燕， 等. 銀系廣譜抗菌紙的研究［J］. 造紙科學(xué)與技術(shù)， 2005， 23（6）: 44-45.

［41］ 楊飛， 陳克復(fù)， 楊仁黨， 等. 抗菌劑及其在抗菌紙中的應(yīng)用［J］. 中國造紙， 2006， 25（8）: 51-55.

［42］ 方燕. 抗菌紙的制備及其性能探究［J］. 紙和造紙， 2013， 32（8）: 45-48.

［43］ 賈華明， 齊魯. 防輻射纖維及其織物的研究進(jìn)展［J］. 合成纖維工業(yè)， 2006， 28（5）: 30-33.

［44］ 鐘林新， 張美云， 陳均志， 等. 碳纖維屏蔽紙屏蔽性能的研究［J］. 中國造紙學(xué)報(bào)， 2009， 23（4）: 90-93.

［45］ 周煥英， 高志賢， 崔曉亮. 試紙法在食品， 水質(zhì)及其它快速檢測中的應(yīng)用［J］. 解放軍預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志， 2003， 21（2）: 148-151.

［46］ 程楠， 何景， 董凱， 等. 試紙法在食品安全快速檢測中的研究進(jìn)展［J］. 食品科學(xué)， 2015（01）: 256-261.

［47］ 郭玉香. 試紙法快速測定環(huán)境水樣中痕量重金屬鎘汞鉛的研究［D］. 天津: 天津理工大學(xué)， 2006.

［48］ 呂艷慧， 楊志孝， 孫莎莎. 牛奶蛋白質(zhì)含量快速檢測試紙的研制與開發(fā)［J］. 泰山醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2014（4）: 296-297.

［49］ Ghule K， Ghule A V， Chen B J， et al. Preparation and characterization of ZnO nanoparticles coated paper and its antibacterial activity study［J］. Green Chemistry， 2006， 8（12）: 1034-1041.

［50］ Gimenez A J， Yanez-Limon J M， Seminario J M. ZnO- paper based photoconductive UV sensor［J］. The Journal of Physical Chemistry C， 2010， 115（1）: 282-287.

［51］ 陳思順， 趙書偉， 丁明潔， 等. 納米材料在造紙工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展［J］. 紙和造紙， 2006， 25（6）: 70-72.

［52］ 唐黎標(biāo). 納米技術(shù)在造紙工業(yè)中的應(yīng)用［J］. 天津造紙， 2014， 36（2）: 20-22.

［53］ 李濱， 李友明， 唐艷軍. 納米技術(shù)在制漿造紙領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展［J］. 中國造紙， 2008 （1）: 56-61.

［54］ 龐志鵬， 孫曉剛， 程曉圓， 等. 碳納米管導(dǎo)電紙的制備及改性研究［J］. 功能材料， 2015， 46（7）: 7109-7112.

［55］ 曹曉瑤， 黃元盛. 納米TiO2/羧甲基殼聚糖復(fù)合涂料的制備及其在抗菌紙中的應(yīng)用［J］. 中華紙業(yè)， 2015 36（10）: 25-28.

［56］ Prasad V， Shaikh A J， Kathe A A， et al. Functional behaviour of paper coated with zinc oxide-soluble starch nanocomposites［J］. Journal of Materials Processing Technology， 2010， 210（14）: 1962-1967.

［57］ Trojer M A， Nordstierna L， Bergek J， et al. Use of microcapsules as controlled release devices for coatings［J］. Advances in Colloid and Interface Science， 2014， 222: 18-43.

［58］ Neubauer M P， Poehlmann M， Fery A. Microcapsule mechanics: From stability to function［J］. Advances in Colloid and Interface Science， 2014， 207: 65-80.

［59］ Watanabe H. Intelligent window using a hydrogel layer for energy efficiency［J］. Solar Energy Materials and Solar Cells， 1998， 54（1）: 203-211.

［60］ Kataoka K， Miyazaki H， Bunya M， et al. Totally synthetic polymer gels responding to external glucose concentration: Their preparationand application to on-off regulation of insulin release［J］. Journal of the American Chemical Society， 1998， 120（48）: 12694-12695.

［61］ Kono K， Okabe H， Morimoto K， et al. Temperature-dependent permeability of polyelectrolyte complex capsule membranes having N-isopropylacrylamide domains［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2000， 77（12）: 2703-2710.

［62］ Kaetsu I， Uchida K， Sutani K， et al. Intelligent biomembrane obtained by irradiation techniques［J］. Radiation Physics and Chemistry， 2000， 57（3）: 465-469.

［63］ Gao H， Wen D， Sukhorukov G B. Composite silica nanoparticle/polyelectrolyte microcapsules with reduced permeability and enhanced ultrasound sensitivity［J］. Journal of Materials Chemistry B， 2015， 3（9）: 1888-1897.

［64］ 祝妙楠， 陳港， 劉映堯， 等. 微膠囊技術(shù)及其在特種紙領(lǐng)域中的應(yīng)用［J］. 造紙科學(xué)與技術(shù)， 2005， 23（4）: 28-31.

［65］ 甄朝暉， 陳中豪. 壓敏型脲醛樹脂微膠囊的研制［J］. 中國造紙， 2006， 25（7）: 18-22.

［66］ 李輝， 李友明. 特種技術(shù)紙一熱敏紙［J］. 紙和造紙， 2003， 22（5）: 60-62.

［67］ Ichiura H， Morikawa M， Fujiwara K. Preparation of microcapsules that produce color in response to humidity for use in intelligent functional paper［J］. Journal of Materials Science， 2005， 40（8）: 1987-1991.

［68］ Manz A， Graber N， Widmer H M. Miniaturized total chemical analysis systems: A novel concept for chemical sensing［J］. Sensors and actuators B: Chemical， 1990， 1（1）: 244-248.

［69］ Martinez A W， Phillips S T， Butte M J， et al. Patterned paper as a platform for inexpensive， low-volume， portable bioassays［J］. Angewandte Chemie International Edition， 2007， 46（8）: 1318-1320.

［70］ Claussen J C， Medintz I L. Using nanotechnology to improve lab on a chip devices［J］. J Biochips Tiss Chips， 2012: 10.

［71］ Volpatti L R， Yetisen A K. Commercialization of microfluidic devices［J］. Trends in Biotechnology， 2014， 32（7）: 347-350.

［72］ Adkins J， Boehle K， Henry C. Electrochemical paper-based microfluidic devices［J］. Electrophoresis， 2015 36（16）: 1811-1824.

［73］ Pelton R. Bioactive paper provides a low-cost platform for diagnostics［J］. TrAC Trends in Analytical Chemistry， 2009， 28（8）: 925-942.

［74］ Martinez A W， Phillips S T， Whitesides G M， et al. Diagnostics for the developing world: Microfluidic paper-based analytical devices［J］. Analytical Chemistry， 2009， 82（1）: 3-10.

［75］ Li M， Tian J， Al-Tamimi M， et al. Paper-based blood typing device that reports patient's blood type “in writing”［J］. Angewandte Chemie International Edition， 2012， 51（22）: 5497-5501.

［76］ Cate D M， Dungchai W， Cunningham J C， et al. Simple， distance-based measurement for paper analytical devices［J］. Lab on a Chip， 2013， 13（12）: 2397-2404.

［77］ Ballerini D R， Li X， Shen W. Patterned paper and alternative materials as substrates for low-cost microfluidic diagnostics［J］. Microfluidics and Nanofluidics， 2012， 13（5）: 769-787.

中圖分類號：TS761.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-8405（2016）02-0085-08

DOI:10.16561/j.cnki.xws.2016.02.08

收稿日期：2015-12-07

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31200453，31200454，31470599）；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目。

作者簡介：李 建（1992～），男，江蘇鹽城人，碩士生；研究方向：纖維素功能材料。

* 通訊作者：吳偉兵（1982～），男，博士，副教授；研究方向：纖維素功能材料。wbwu@njfu.edu.cn

Research Progress of Functional Paper

LI Jian， WU Wei-bing*， JING Yi， DAI Hong-qi
（Jiangsu Provincial Key Lab of Pulp and Paper Science and Technology， Nanjing Forestry University， Nanjing 210037， China）

Abstract:Functional paper is a new type of paper based on the original performance of paper. The paper making by modified fiber and functional fiber， served as major material， is one of the main methods of preparation of functional paper. In addition， adding functional fillers or additives， and paper processing techniques are also to be a hot topic in the research of functional paper. Nowadays， functional paper has been widely used in all aspects of life， such as health care in the field of health paper， deodorant paper， antibacterial paper， shielding paper and rapid detection of the field of test paper. This article mainly summarizes the preparation method of functional paper， the application of functional paper， as well as the application of high-end technology in functional paper and its prospected development.

Key words:functional paper； method； fibers； techniques； application