纤维素纤维发泡缓冲包装材料的制备研究

摘要

资源、环境、人口是当今人类社会面临的三大主要问题。随着世界经济的发展，合理使用地球资源和注重保护生存环境日益受到全球的关注。保护资源与环境，创造良好的生存和发展空间，己是实现全球经济可持续发展的基本战略。具有良好的环境相容性的“绿色缓冲包装材料”的研制与应用己成为21世纪的必然趋势。 纤维素纤维是一种多孔性的非热塑性材料，而且难溶于一般溶剂，因此单独使其形成空间网状结构较为困难，需要其他介质。本文根据纤维素纤维的性能特点，采用机械法制备结构为立体网状的纤维素纤维缓冲包装材料。并通过添加胶粘剂等其它化学物质以提高其强度。 首先，论文研究了纤维素纤维发泡缓冲包装材料的制备方法和工艺。实验表明：机械法制备发泡缓冲材料的较佳工艺为：胶粘物配比为2：1：1(明胶：甲基纤维素：瓜儿胶)，发泡剂NP用量1.5％，填充物石膏用量23％，胶粘剂用量15％，搅拌时间20min，此条件下制备的发泡体，外观综合评价为10，发泡体密度为0.0223 g/cm<'3>，回弹性为37.5％，应力-应变曲线较为理想。 其次，由于各种起泡剂、纤维和填充物等原材料各有特点，因此制成的发泡体性能也各具特色。为了进一步了解这些发泡体的特点，进行下面的试验。实验表明： (1)四种发泡剂的起泡高度都随浓度的增加呈上升趋势，但是，并不是绝对的正比关系，浓度越大，浓度所起的作用就越不明显。 十二烷基硫酸钠、OP-10、NP的泡沫稳定性都比较好，但并不是浓度越大，泡沫稳定性越好，浓度为1.0g/L和1.25g/L时，泡沫稳定性并不是最好。而是浓度0.75g/L时，发泡剂不仅起泡高度高，而且泡沫稳定性最好。 (2)比较阔叶木纤维、针叶木纤维、棉纤维制备的发泡体性能，纤维长度适中的针叶木纤维适合制备纤维素纤维发泡缓冲包装材料，太长、太短的纤维都不太适合。单一的纤维制备纤维素纤维发泡缓冲包装材料的性能并不好，而是长短纤维按一定比例配比，才可以使发泡体的性能达到最佳水平。 (3)以石膏作为填充物时，发泡体呈灰色，且随着石膏粉用量的增加，颜色加重，并且出现掉粉现象； 碳酸钙作为填充物时，发泡体洁白，松软，在相同添加量的情况下，拉伸强度相对于石膏作为填充物的发泡体要小，均在10N以下，回弹率则要大； 以淀粉为填充物，发泡体成型性好，但发泡体表面粗糙。在添加量相同的情况下，相对于石膏、碳酸钙作为填料而言，拉伸强度要高很多。 当石膏晶须作为填充物时，相对于其它填充物而言回弹率性能最好。 (4)最后，通过从热力学方程，对制备过程中的泡沫现象进行了研究解释。实验表明：表面活性剂的加入量在1.5％，溶液粘度在1500～2000Pa.s，搅拌强度适中，常温下发泡效果好，发泡体泡孔细密、泡孔孔经分布均匀、发泡体发泡倍率较大、密度较小、发泡成型时间较短、发泡效果好。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1绿色包装材料的简介

1.1.1绿色包装的理念和实现

1.1.2绿色包装材料的内涵

1.2缓冲包装材料简介

1.2.1缓冲材料特性

1.2.2缓冲材料分类

1.2.3现有缓冲包装材料

1.2.3纤维素纤维缓冲材料的应用

1.2.4国内外纤维素纤维发泡缓冲材料现状

1.3本研究的目的与主要内容

1.3.1研究目标

1.3.2研究内容

2纤维素纤维发泡缓冲包装材料制备工艺及影响因素的研究

2.1引言

2.1.1纤维素纤维概述

2.1.2泡沫塑料的发泡方法

2.1.3本试验的思路

2.2试验部分

2.2.1试验原料和仪器设备

2.2.2试验内容

2.3结果与讨论

2.3.1胶粘剂的复配及添加顺序

2.3.2填充物的作用及添加位置

2.3.3发泡体的烘干温度曲线

2.3.4胶粘剂的简介

2.3.5正交实验设计及分析

2.3.6纤维素纤维发泡缓冲包装材料的影响因素

2.4本章小结

3不同原材料对纤维素纤维发泡缓冲包装材料性能的影响

3.1前言

3.2试验部分

3.2.1实验原料和仪器设备

3.2.2实验内容

3.3结果与讨论

3.3.1起泡剂的选择

3.3.2纤维素纤维的选择

3.3.3填料的选择

3.4本章小结

4.发泡过程中生成泡沫的初步研究

4.1发泡机理简介

4.4.1泡沫的简介

4.2.2发泡材料泡沫成型原理

4.2对影响泡沫的因素的初步探讨

4.2.1起泡剂用量对泡沫的影响

4.2.2起泡温度对泡沫的影响

4.2.3浆液粘度对泡沫的影响

4.2.4搅拌强度对泡沫的影响

4.3小结

5结论和对未来工作的建议

5.1结论

5.2对未来工作的建议

参考文献

致谢

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