负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料及其制备方法和在制备疏水防油包装纸中的应用

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料及其制备方法和在制备疏水防油包装纸中的应用。

背景技术

纸基包装材料由于具有可回收性、低成本和开发周期短等优点，被广泛应用于油炸食品、快餐盒、纸杯等领域的包装。

为满足纸基包装材料多功能和高性能的使用要求，通常需要在纸基表面涂敷一层功能材料，目前功能涂层材料的应用和研究集中于以下两种材料：一种是合成高分子涂层材料，例如苯乙烯-丁二烯类、丙烯酸类、醋酸乙烯酯类和聚乙烯醇类，对于苯乙烯-丁二烯类和丙烯酸类，虽然具有较好的耐水耐油性和机械性能，但是在自然界中降解缓慢，目前主要是焚烧处理，不仅浪费能源还会污染大气；而醋酸乙烯酯类和聚乙烯醇类虽然容易降解，但是抗水防潮性能较差；另一种是天然高分子涂层材料，例如淀粉、糊精、甲壳素、纤维素、蛋白质类等，该类材料虽然有良好的可生物降解性，但是防潮防水性能差。

因此，迫切需要研制一种既可生物降解，又具有良好的耐水耐油性能及机械性能的涂层材料，以满足不同使用场合对纸基包装材料的使用要求。

发明内容

本发明的第一个目的，在于提供一种负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料的制备方法，本发明的第二个目的，在于提供该制备方法制得的负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料，本发明的第三个目的，在于提供该负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料的应用。

根据本发明的第一个方面，提供了一种负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料的制备方法，包括如下步骤：

将壳聚糖溶液和糯米淀粉溶液混合均匀，得到混合液，再将甘油作为增塑剂添加到混合液中，搅拌均匀，得到壳聚糖和糯米淀粉混合液，然后将壳聚糖和糯米淀粉混合液与纤维素纳米晶水悬浮液混合，作为水相；

用二氯甲烷溶解聚乳酸，在冰浴条件下超声直至聚乳酸完全溶解，得到聚乳酸-二氯甲烷溶液，作为油相；

将水相与油相混合，置于均质机中均质，即得。

本发明在乳液涂料体系中加入壳聚糖，壳聚糖在酸性条件下，氨基呈现阳离子性质，可与带负电荷的纸纤维素分子如氨键等静电结合，起到助留作用，可提高与纸纤维的结合力；同时，壳聚糖上的氨基阳离子可与脂肪或脂类中的阴离子结合，防止油脂转移，因此可提高纸张涂层的耐油性。

本发明在乳液涂料体系中加入糯米淀粉，一方面，由于糯米淀粉的分子链与纸纤维结构相似，可与纸纤维相互作用形成粘合网状结构，可有效提高纸张的抗折性、抗拉强度、撕裂度等物理性能；另一方面，壳聚糖和糯米淀粉的分子链之间存在充分的物理交联，其分子链上的NH

本发明通过添加聚乳酸来弥补壳聚糖-糯米淀粉膜基质中拒水性的不足。本发明运用皮克林乳液模板法将聚乳酸形成微球，并将其负载在壳聚糖-糯米淀粉基底中，为纸张涂层提供粗糙的表面，聚乳酸本身的防水性与聚乳酸微球提供的粗糙度协同作用，从而为涂布纸提供优异的疏水性。

本发明以纤维素纳米晶作为固体粒子乳化剂稳定水包油型皮克林乳液，纤维素纳米晶主要含有羟基及磺酸基团，并且表面带有负电荷，由于电荷间较强的相互排斥作用，使得纤维素纳米晶悬浊液具有较强的胶体稳定性，因此，本发明制备的乳液涂料非常稳定。本发明的乳液涂料能够在干燥后制成涂层过程中维持乳液的基本结构，以壳聚糖和糯米淀粉作为包膜基质材料，疏水性聚乳酸以微球形式包埋其中，解决了亲水复合涂层基底防水性差的不足。同时，将纤维素纳米晶作为填充材料加到乳液涂料中，能够增强涂层的力学性能、热性能和阻隔性能(如透水性)。

在一些实施方式中，糯米淀粉溶液还按如下步骤进行了糊化处理：将糯米淀粉溶液放置在70～80℃水浴锅中搅拌糊化0.5～2h，得到糊化的糯米淀粉溶液。

在一些实施方式中，壳聚糖溶液中壳聚糖的质量浓度为1.5～3wt％。

在一些实施方式中，壳聚糖溶液的制备方法包括如下步骤：将壳聚糖粉末加入到1～2v/v％的乙酸溶液中，在室温下以400～800rpm搅拌3～5h。

在一些实施方式中，糯米淀粉溶液中糯米淀粉的质量浓度为1.5～3wt％。

在一些实施方式中，壳聚糖溶液和糯米淀粉溶液按照4:1～1:1的体积比混合。

在一些实施方式中，甘油的添加量为混合液中的壳聚糖和糯米淀粉的质量之和的20％～40％。

在一些实施方式中，纤维素纳米晶水悬浮液中纤维素纳米晶的质量浓度为1～4wt％。

在一些实施方式中，壳聚糖和糯米淀粉混合液与纤维素纳米晶水悬浮液按照3:1～1:1的体积比混合。

在一些实施方式中，聚乳酸-二氯甲烷溶液中聚乳酸的质量浓度为4wt％～12wt％。

在一些实施方式中，油相与水相按照1:4～2:3的体积比混合。

在一些实施方式中，均质的转速为8000～12000rpm，时间为2～4min。

根据本发明的第二个方面，提供了上述的制备方法制得的负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料。

根据本发明的第三个方面，提供了上述的负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料在制备疏水防油包装纸中的应用。

根据本发明的第四个方面，提供了一种疏水防油包装纸，其由以下方法制得：

将原纸浸入上述的负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料中浸泡7～10min，然后取出，得到浸涂纸，然后将浸涂纸在室温下等待溶剂挥发至干燥状态，即得。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

(1)本发明以壳聚糖和糯米淀粉混合液与纤维素纳米晶水悬浮液混合，作为水相，以聚乳酸-二氯甲烷溶液作为油相，搅拌获得皮克林乳液，采用纤维素纳米晶作为粒子乳化剂稳定水包油型皮克林乳液，基于皮克林乳液模板法将疏水性能和防油性能有效结合。将本发明的乳液涂料涂布在纸张表面形成薄膜，可以减少水油向纸张内部的渗透，快速有效地获得疏水耐油的纸基包装材料。

(2)本发明以纤维素纳米晶为乳化剂，将防油性物质壳聚糖和糯米淀粉混合液与疏水性物质聚乳酸-二氯甲烷溶液高速均质得到水包油皮克林乳液，将其涂布在纸张上，最终得到负载聚乳酸微球的壳聚糖-糯米淀粉复合涂层。由于具有酯基的聚乳酸微球提供粗糙的表面结构，可以提高涂布纸的水接触角，降低水蒸气透过率；同时壳聚糖及糯米淀粉上的氨基和羟基能阻止油脂转移及渗透，提高涂布纸的防油性能，因此涂布纸表现出优异的疏水防油性。而且，由于本发明使用的原材料是全生物基、可降解材料，因此得到的负载聚乳酸微球的壳聚糖-糯米淀粉复合涂层具有很好的可回收、可降解性能。

(3)本申请直接将纸张放入乳液涂料中浸泡即可制备疏水防油包装纸，能够快速、有效地获得疏水耐油、机械性能好、可自清洁、可回收、生物降解性能好的纸基包装材料，无需高温加热，操作简单，生产效率高，容易实现涂覆过程机械化；并且乳液涂料的涂布量小，节约成本。

附图说明

图1为实施例1-3及对比例1的乳液涂料的光学显微镜照片。

图2为应用实施例2的涂布纸的扫描电子显微镜图像。

图3为应用实施例1-3及应用对比例1-2的涂布纸的水接触角测量结果。

图4为茶、醋、果汁、酱油、咖啡和牛奶在应用实施例2的涂布纸表面的接触角。

图5为应用实施例1-3及应用对比例1-2制备的涂布纸的防油等级测试结果。

图6为应用实施例2的涂布纸放置香肠或者油饼30min后涂布纸的表面状态图。

图7为应用实施例1-3、应用对比例1-2的涂布纸及未涂布纸的力学性能测试结果。

图8为应用实施例2的涂布纸的自清洁性能测试结果。

图9为应用实施例2的涂布纸的埋土降解测试结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，值得说明的是，以下实施例只是为了更好地解释本发明的内容，并不对本发明保护的范围做限制。实施例中未公开的工艺步骤为现有技术。若无特殊说明，以下原料均为市购。

以下实施例中，室温是指25±5℃。

实施例1

本实施例的负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)溶液的配制：将壳聚糖粉末加入到1v/v％的乙酸水溶液中，在室温下以600rpm搅拌3h，配制成浓度为3wt％的壳聚糖溶液，备用。

将糯米淀粉溶于水中，配制浓度为3wt％的糯米淀粉溶液，然后将糯米淀粉溶液放置在75℃水浴锅中以600rpm磁力搅拌糊化1h，得到糊化的糯米淀粉溶液，备用。

将壳聚糖溶液和糊化的糯米淀粉溶液以1：1的质量比混合，得到混合液，再将甘油作为增塑剂添加到混合液中，甘油的添加量为混合液中的壳聚糖及糯米淀粉的质量之和的30％，然后以600rpm磁力搅拌1h确保混合均匀，得到壳聚糖和糯米淀粉混合液。

在室温下，将纤维素纳米晶(CNC)加入水中，超声处理20min，获得浓度为3wt％的CNC水悬浮液，备用。

将聚乳酸加入二氯甲烷(CH

(2)制备CNC稳定O/W皮克林乳液：将壳聚糖和糯米淀粉混合液与CNC水悬浮液以1：1的体积比混合，作为水相。然后将聚乳酸-CH

实施例2

本实施例的负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)溶液的配制：将壳聚糖粉末加入到1v/v％的乙酸水溶液中，在室温下以600rpm搅拌3h，配制成浓度为3wt％的壳聚糖溶液，备用。

将糯米淀粉溶于水中，配制浓度为3wt％的糯米淀粉溶液，然后将糯米淀粉溶液放置在75℃水浴锅中以600rpm磁力搅拌糊化1h，得到糊化的糯米淀粉溶液，备用。

将壳聚糖溶液和糊化的糯米淀粉溶液以1：1的质量比混合，得到混合液，再将甘油作为增塑剂添加到混合液中，甘油的添加量为混合液中的壳聚糖及糯米淀粉的质量之和的30％，然后以600rpm磁力搅拌1h确保混合均匀，得到壳聚糖和糯米淀粉混合液。

在室温下，将纤维素纳米晶(CNC)加入水中，超声处理20min，获得浓度为3wt％的CNC水悬浮液，备用。

将聚乳酸加入二氯甲烷(CH

(2)制备CNC稳定O/W皮克林乳液：将壳聚糖和糯米淀粉混合液与CNC水悬浮液以1：1的体积比混合，作为水相。然后将聚乳酸-CH

实施例3

本实施例的负载聚乳酸的壳聚糖-糯米淀粉基乳液涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)溶液的配制：将壳聚糖粉末加入到1v/v％的乙酸水溶液中，在室温下以600rpm搅拌3h，配制成浓度为3wt％的壳聚糖溶液，备用。

将糯米淀粉溶于水中，配制浓度为3wt％的糯米淀粉溶液，然后将糯米淀粉溶液放置在75℃水浴锅中以600rpm磁力搅拌糊化1h，得到糊化的糯米淀粉溶液，备用。

将壳聚糖溶液和糊化的糯米淀粉溶液以1：1的质量比混合，得到混合液，再将甘油作为增塑剂添加到混合液中，甘油的添加量为混合液中的壳聚糖及糯米淀粉的质量之和的30％，然后以600rpm磁力搅拌1h确保混合均匀，得到壳聚糖和糯米淀粉混合液。

在室温下，将纤维素纳米晶(CNC)加入水中，超声处理20min，获得浓度为3wt％的CNC水悬浮液，备用。

将聚乳酸加入二氯甲烷(CH

(2)制备CNC稳定O/W皮克林乳液：将壳聚糖和糯米淀粉混合液与CNC水悬浮液以1：1的体积比混合，作为水相。然后将聚乳酸-CH

对比例1

本对比例以油相为二氯甲烷作为对照，即二氯甲烷中聚乳酸的浓度为0wt％。其乳液涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)溶液的配制：将壳聚糖粉末加入到1v/v％的乙酸水溶液中，在室温下以600rpm搅拌3h，配制成浓度为3wt％的壳聚糖溶液，备用。

将糯米淀粉溶于水中，配制浓度为3wt％的糯米淀粉溶液，然后将糯米淀粉溶液放置在75℃水浴锅中以600rpm磁力搅拌糊化1h，得到糊化的糯米淀粉溶液，备用。

将壳聚糖溶液和糊化的糯米淀粉溶液以1：1的质量比混合，得到混合液，再将甘油作为增塑剂添加到混合液中，甘油的添加量为混合液中的壳聚糖及糯米淀粉的质量之和的30％，然后以600rpm磁力搅拌1h确保混合均匀，得到壳聚糖和糯米淀粉混合液。

在室温下，将纤维素纳米晶(CNC)加入水中，超声处理20min，获得浓度为3wt％的CNC水悬浮液，备用。

(2)制备CNC稳定O/W皮克林乳液：将壳聚糖和糯米淀粉混合液与CNC水悬浮液以1：1的体积比混合，作为水相。然后将二氯甲烷作为油相加入到上述水相中，在高速均质机下以10000rpm均质3min，制备成油相与乳液体积比为30v/v％的皮克林乳液，即为乳液涂料。

对比例2

本对比例以吐温80稳定的O/W传统乳液作为对照。其乳液涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)溶液的配制：将壳聚糖粉末加入到1v/v％的乙酸水溶液中，在室温下以600rpm搅拌3h，配制成浓度为3wt％的壳聚糖溶液，备用。

将糯米淀粉溶于水中，配制浓度为3wt％的糯米淀粉溶液，然后将糯米淀粉溶液放置在75℃水浴锅中以600rpm磁力搅拌糊化1h，得到糊化的糯米淀粉溶液，备用。

将壳聚糖溶液和糊化的糯米淀粉溶液以1：1的质量比混合，得到混合液，再将甘油作为增塑剂添加到混合液中，甘油的添加量为混合液中的壳聚糖及糯米淀粉的质量之和的30％，然后以600rpm磁力搅拌1h确保混合均匀，得到壳聚糖和糯米淀粉混合液。

将聚乳酸加入二氯甲烷(CH

(2)制备吐温80稳定O/W乳液：往壳聚糖和糯米淀粉混合液中加入聚乳酸-CH

用装配有数码相机的Phenix BMC500显微镜观察实施例1-3及对比例1的乳液涂料的形态，用Nano Measure1.2软件测量乳液的平均粒径，检测结果如表1和图1所示。

表1乳液涂料的平均液滴尺寸

图1是实施例1-3及对比例1的乳液涂料的光学显微镜照片及粒径分布。

从图1及表1可以看出，对比例1的乳液的平均液滴尺寸明显大于实施例1-3的乳液。造成上述现象可归因于聚乳酸的乳化协同作用，有助于乳液稳定性的提高，从而获得较小的乳滴。

此外，从图1及表1还可以看出，实施例1的乳液的平均液滴尺寸小于实施例2，实施例2的乳液的平均液滴尺寸小于实施例3。从实施例1到实施例3，油相中聚乳酸的含量依次增加，而随着聚乳酸含量的增加，所得乳液的液滴尺寸逐渐增大。造成上述结果的主要原因是聚乳酸浓度越大，导致内部分散相(油相)的粘度越高，在恒定剪切力作用下，油相越难以分散形成尺寸小的乳状液滴。

然后，将实施例1-3及对比例1-2制备的乳液涂料用于制备涂布纸。

应用实施例1

将剪裁好的滤纸浸入实施例1所制备的乳液涂料中浸泡10min，然后取出，得到浸涂纸，然后将浸涂纸在室温下等待溶剂挥发至干燥状态，得到涂布纸。

应用实施例2

将剪裁好的滤纸浸入实施例2所制备的乳液涂料中浸泡10min，然后取出，得到浸涂纸，然后将浸涂纸在室温下等待溶剂挥发至干燥状态，得到涂布纸。

应用实施例3

将剪裁好的滤纸浸入实施例3所制备的乳液涂料中浸泡10min，然后取出，得到浸涂纸，然后将浸涂纸在室温下等待溶剂挥发至干燥状态，得到涂布纸。

应用对比例1

将剪裁好的滤纸浸入对比例1所制备的乳液涂料中浸泡10min，然后取出，得到浸涂纸，然后将浸涂纸在室温下等待溶剂挥发至干燥状态，得到涂布纸。

应用对比例2

将剪裁好的滤纸浸入对比例2所制备的乳液涂料中浸泡10min，然后取出，得到浸涂纸，然后将浸涂纸在室温下等待溶剂挥发至干燥状态，得到涂布纸。

下面，对应用实施例1-3及应用对比例1-2制备的涂布纸进行以下性能检测。

1、扫描电子显微镜检测

检测方法：用Zeiss EVO MA 15扫描电子显微镜在10.0kV加速电压下观察了涂布纸的表面。在SEM观察之前，使用双面胶带将涂布纸样品固定在铝短柱上，然后在高真空条件下溅射镀金。

图2是应用实施例2的涂布纸的扫描电子显微镜图像。观察图2发现，将滤纸浸入乳液涂料中浸泡后，在滤纸表面确实形成了一层连续致密的涂层，填补了纸纤维之间的空隙。其中，壳聚糖和糯米淀粉作为膜基质，聚乳酸微球嵌入连续膜基质中。涂层表面的聚乳酸微球呈球形，无明显缺陷，这应归功于乳液涂料优异的稳定性。

2、水接触角测量

一般认为，0-90°为亲水物质，90-150°为疏水物质，150-180°为超疏水物质。为证明本发明的乳液涂料对原纸张的疏水改性效果，对原滤纸及应用实施例1-3、应用对比例1-2的涂布纸进行接触角测试，试验过程及试验结果如下：

纸张接触角的测量方法为：利用仪器DCA20接触角测量仪对纸张表面进行测试，通过采样旋钮抽取5μL蒸馏水，在纸张表面上方滴落形成小水珠，测量水珠在纸张表面形成固液气三界面的接触角的大小，根据水珠在纸张表面形成固液气三界面的接触角的大小来判断纸张疏水性的好坏。

原滤纸的静态水接触角无法测量，因为水滴落在原滤纸表面后在10s内被快速绝对吸收。

图3是应用实施例1-3及应用对比例1-2的涂布纸的水接触角测量结果。从图3可以看出，应用实施例1-3及应用对比例1的涂布纸的水接触角均远远高于应用对比例2；应用实施例1-3的涂布纸的水接触角均高于应用对比例1，应用实施例1-3的涂布纸的水接触角均为110°以上，而应用对比例1的涂布纸的水接触角约为90°。

应用实施例1-3及应用对比例1的涂布纸的水接触角均远远高于应用对比例2，说明涂布皮克林乳液后，涂布纸的水接触角显著提高，表明涂布纸的疏水性有所提高。注意到制备对比例2和实施例2的乳液涂料时壳聚糖、糯米淀粉和聚乳酸的使用含量均相同，但应用对比例2的涂布纸的水接触角(约25°)远低于应用实施例2(约130.32°)。这主要是由于实施例2的皮克林乳液的良好稳定性促使乳液涂料在纸张表面形成连续致密的涂层膜，有助于提高纸张的耐水性。而传统乳液稳定性差，在涂覆过程中容易发生破乳现象，产生油水相分离，阻碍了连续致密的涂覆膜的形成，因此耐水性低。

应用实施例1-3的涂布纸的水接触角均高于应用对比例1，说明在皮克林乳液的油相中加入聚乳酸有助于提高涂布纸的耐水性。应用实施例1-3的涂布纸具有大的水接触角，应归因于壳聚糖和糯米淀粉良好的成膜性能及其协同效应，聚乳酸优异的疏水性，以及涂布纸粗糙的表面。

3、水基液体接触角测量

为验证本发明的涂布纸对茶、醋、果汁、酱油、咖啡和牛奶等常见的水基液体的疏水性，还采用茶、醋、果汁、酱油、咖啡和牛奶对应用实施例2的涂布纸进行接触角测试，试验过程及试验结果如下：

纸张接触角的测量方法为：利用仪器DCA20接触角测量仪对纸张表面进行测试，通过采样旋钮分别抽取5μL茶、醋、果汁、酱油、咖啡和牛奶，在纸张表面上方滴落形成液珠，测量液珠在纸张表面形成固液气三界面的接触角的大小，根据液珠在纸张表面形成固液气三界面的接触角的大小来判断纸张对水基液体疏水性的好坏。

图4是茶、醋、果汁、酱油、咖啡和牛奶在应用实施例2的涂布纸表面的接触角。从图4可以看出，茶、醋、果汁、酱油、咖啡和牛奶等常见的水基液体在应用实施例2的涂布纸表面的接触角都在100°左右，这表明本发明制备的涂布纸对茶、醋、果汁、酱油、咖啡和牛奶等常见的水基液体具有良好的拒水性。

4、防油性能测试

检测方法：将蓖麻油、甲苯、正庚烷三种物质按照一定的体积比例配制12种不同表面张力的滴定液，分为12个等级。将上述滴定液与纸质样品接触15秒，然后用纸巾将其除去。涂布纸防油测试时滴定液的等级越高，防油性越好。防油等级，即滴在纸样上没有留下任何油渍印记的最高等级的滴定液。

原滤纸的多孔结构导致了毛细吸油现象，耐油性能很差。图5是应用实施例1-3及应用对比例1-2制备的涂布纸的防油等级测试结果。从图5可以看出，应用对比例2的涂布纸的耐油性能很差，与原滤纸相比并没有提高，这主要是由于涂布过程中不稳定的传统乳液出现破乳现象，阻碍了纸张表面形成完整的涂布膜，因此应用对比例2的纸纤维之间仍然存在空隙，有利于油渗入纸内。此外，应用对比例1及应用实施例1-3的涂布纸的防油等级显著提高，均达到8.0以上，具有良好的耐油性能，满足普通防油纸的使用要求。值得注意的是，应用对比例1的涂布纸，其乳液涂料中不含聚乳酸，所得涂布纸仍具有较高的防油等级，这主要是由于防油的壳聚糖和糯米淀粉在纸表面形成了致密完整的涂层膜，起到了防止油渗透到涂布纸中的屏障作用。此外，将应用实施例1-3的涂布纸的防油性能进行对比可知，应用实施例2的涂布纸的防油等级最高，为9.5。表明在皮克林乳液的油相中加入聚乳酸后，聚乳酸含量对涂布纸的防油性有一定的影响。尽管聚乳酸具有优异的拒油性，但聚乳酸微球的引入会降低了涂层基质的连续性。因此，在乳化液油相中适当添加8wt％的聚乳酸对涂布纸的拒油性的改善效果最佳。以上结果证实了防水聚乳酸微球与防油性涂布膜基体的协同隔油作用可以通过在纸上涂布皮克林乳液涂料实现。

此外，为了进一步验证本发明的涂布纸在实际应用中的防油能力，将香肠和油饼分别在应用实施例2的涂布纸上放置30分钟。

30min后涂布纸表面状态如图6所示，从图6可以看出，将香肠或者油饼在应用实施例2的涂布纸表面放置30min后纸张表面没有任何油脂渗透的迹象，说明本发明的涂布纸在实际食品包装中具有优良的耐油性能。

5、力学性能测试

检测方法：将应用实施例1-3、应用对比例1-2得到的涂布纸及未涂布的原始滤纸分别裁剪成棒状(6厘米×0.5厘米)，然后将样品安装在万能拉力机上，在初始距离为25毫米的拉伸夹具中，以10毫米/分钟的十字头速度进行机械性能测试。

图7是应用实施例1-3、应用对比例1-2的涂布纸及未涂布纸的力学性能测试结果。从图7可以看出，应用实施例1-3、应用对比例1的涂布纸的机械性能明显优于未涂布的原滤纸，涂布纸的抗拉强度和断裂伸长率是原滤纸的3倍左右，说明本发明的乳液涂料可以显著提高纸张的强度和柔韧性。应用对比例1的涂布纸表现出最高的拉伸强度和断裂伸长率，这可归因于应用对比例1的涂布纸的涂布膜与纸纤维素之间形成的氢键和静电相互作用，填充了纸张的孔隙，增加了纸张拉伸过程中的应力传递效应。值得注意的是，将应用实施例1-3的涂布纸的拉伸强度和断裂伸长率进行对比可知，从应用实施例1到应用实施例3，涂布纸的拉伸强度和断裂伸长率有下降的趋势，表明在皮克林乳液的油相中加入聚乳酸后，涂布纸的抗拉强度和断裂伸长率随聚乳酸浓度的增加呈逐渐降低的趋势。这可能是由于在皮克林乳液的油相中加入聚乳酸后，在涂膜制备过程中形成聚乳酸微球，并嵌入涂膜基质中，降低了涂膜内部的连续性及涂膜与纸纤维素的相互作用。随着聚乳酸浓度的增加，更多的聚乳酸被用于形成聚乳酸微球，导致涂层膜基质的连续性受到更明显的破坏，涂层膜与纸纤维素的相互作用降低，从而对涂布纸的力学性能产生负面影响。

6、自清洁性能测试

以亲水颗粒土为模型污垢剂测试应用实施例2的涂布纸的自清洁性能。将一定量的亲水颗粒土平铺在涂布纸样品上，用滚落的水滴除去污染物，观察纸张表面是否留下污染物痕迹。

图8是应用实施例2的涂布纸的自清洁性能测试结果。从图8可以看出，水滴从应用实施例2的涂布纸上滚下，去除了污染物，纸张上未留下污染物痕迹，这表明水滴与纸张涂层之间的相互作用很弱。这种现象归因于疏水涂层表面精心设计的纳米或微米尺寸的突出物，使得其周围有一个被困的空气层，形成所谓的Cassie状态，保护涂层纸表面不受污染。

7、降解性能测试

测试方法：将应用实施例2的涂布纸样品切成2.5厘米直径的圆片，然后将样品埋在深度为10厘米的土壤中。每周向土壤中加水以保持土壤水分在20％～40％。每隔一段时间，将样品从土壤中取出并用湿纸巾去除样品表面的土壤，观察降解情况。

图9是应用实施例2的涂布纸的埋土降解测试结果。从图9可以看出，土壤掩埋60天后，应用实施例2的涂布纸失去了原来的形状，表明本发明制备的涂布纸表现出优异的生物降解性。这种可降解的涂布纸将是纸基包装领域可持续发展的良好选择。

以上的实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。