【摘 要】
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针对EPS和EPE等泡沫塑料造成的大量环境污染和我国森林资源日益匮乏的现状,环境友好型的可降解缓冲包装材料正在受到人们越来越多的重视。本研究以林区木质剩余物为主体材料,
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针对EPS和EPE等泡沫塑料造成的大量环境污染和我国森林资源日益匮乏的现状,环境友好型的可降解缓冲包装材料正在受到人们越来越多的重视。本研究以林区木质剩余物为主体材料,将淀粉和聚乙烯醇(PVA)按照一定比例复配胶黏剂,添加发泡剂和其他助剂制备了一种可降解的发泡缓冲包装材料,满足国际上对于包装材料环保化趋势的要求,对生态经济的发展也有着重要意义。采用单因素实验设计方案确定材料的原料配方中各组分适量水平,在此基础上运用响应面分析法进行多因素多水平实验设计,考察原料配方对缓冲材料最终性能的影响。利用二次多项式逐步回归对得到的测试结果进行处理和建模,对实验方案进行优化验证,得出木质剩余物缓冲包装材料的最佳原料配方为:木纤维33g,淀粉/PVA比例2:1,发泡剂6g,滑石粉4g,丙三醇10ml, VAE乳液10m1,5%硼砂溶液10m1。采用一步成型法模压工艺制备缓冲材料,运用Design Expert软件设计方案并进行试验,根据性能测试结果建立回归模型并进行方差分析,得出材料的最佳制备工艺参数为:首先对体系进行预加热,温度控制在105℃左右保温5min,升温至155℃,压力控制在2MPa并保温12min,冷却至90℃左右时脱模处理,得到缓冲包装材料制品。按照最优原料配方与最佳工艺参数制备缓冲包装材料试样进行验证,得到材料的相关性能指标为:密度0.201g/cm3,抗压强度0.74MPa,回弹率82.1%,整体缓冲性能良好。对材料的发泡成型机理及影响因素进行分析,发现材料发泡体系的形成过程为升温发泡,气泡成核为非均相成核。发泡体系的黏度和温度是影响材料性能的重要因素。宏观和微观结构分析表明,使用目数较高的木纤维制备得到的缓冲材料性能更为优越。
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