单螺杆挤压麦秸热压成型工艺研究

摘要

我国农作物秸秆总产量超过7亿吨，稻草、小麦秸、玉米茎是我国三大粮食作物的生产剩余物。农作物秸秆是一种天然高分子材料，收集成本低，具有生物降解能力。目前秸秆除用于打浆造纸、家畜饲料外，大量的作物秸秆被焚烧还田，造成环境污染。所以对农作物秸秆采用一定的方式处理，作为工业生产的原材料在国内外已受到高度重视，并取得了一定的研究进展。农作物秸秆产业化利用，不仅可以解决焚烧秸秆产生的环境污染的问题，还可以极大地增加农民的收入。 本试验利用剖分式单螺杆挤压机对麦秸杆进行挤压膨化预处理，通过预处理得到的麦秸纤维作主料、添加实验室自制的环保型胶粘剂制备热压成型试样;探讨各因素对麦秸试样热压成型工艺、成型试样力学性能、成型试样吸湿性能的影响规律，提供生产依据和基础数据。得出如下主要结论: 1)利用单螺杆挤压机对麦秸杆进行挤压膨化预处理后，设置合理的控制参数，通过热压成型操作可以设计生产壁厚均匀、密实、表面光滑的包装容器。 2)通过试样成型试验，研究各因素对成型样品抗压性能影响程度大小依次为模具压力、模具温度、胶料比、热压时间。当模具压力取+0.4水平、模具温度取+0.4水平、胶料比取+0.3水平、热压时间取+1.1水平时，热压成型试样容器抗压强度取得最大值为750N。 3)通过试样成型试验，研究各因素对成型样品吸湿性能影响程度大小依次为模具压力、模具温度、胶料比、热压时间。当模具压力取+1.17水平、模具温度取-0.25水平、胶料比取-0.33水平、热压时间取-1.11水平时，热压成型试样容器吸湿性能取得最大值，为测试成型试样质量的0.42％。 4)利用有限元软件仿真分析成型样品抗压性能试验过程。在压缩载荷作用下，仿真试样底部与侧壁接触处应力集中，随载荷增大，试样的形变量也增大;在压缩载荷作用下，圆台形试样底部与侧壁承受应力值，随侧壁倾角的增大呈现先增加后降低的趋势。在倾角为120°时，试样底部承受的应力值最大。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 课题研究的目的意义

1．1．1 保护环境

1．1．2 创新惠农

1．1．3 缓解能源紧张

1．1．4 奠定应用基础

1．2 国内外研究动态

1．2．1 秸秆预处理研究概况

1．2．2 秸秆纤维复合材料研究进展

1．2．3 秸秆制备复合材料成型工艺的研究概况

1．3 淀粉胶粘剂的制备

1．4 研究目标与内容

2 原料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 材料

2．1．2 试剂

2．1．3 麦秸原料的制备

2．1．4 胶粘剂的配制

2．2 试验仪器与设备

2．2．1 仪器与设备

2．2．2 模具的设计

2．3 加工工艺流程及要点

2．3．1 工艺流程

2．3．2 工艺要点

2．3．3 检测方法

3 结果与分析

3．1 麦秸杆包装容器成型预备试验

3．1．1 模压成型方案与讨论

3．1．2 小结

3．2 模压成型试验方案与结果

3．2．1 成型工艺参数对试样压缩性能的影响

3．2．2 成型工艺参数对试样吸湿性能的影响

3．2．3 热压成型试样容器的有限元分析

4 结论

4．1 主要结论

4．2 展望与设想

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文