基于NaOH预处理的废纸纤维发泡材料工艺及配方研究

通过2种途径对废纸纤维发泡材料的工艺配方进行了优化,以获得性能更好的废纸纤维发泡材料。一是对废纸纤维原料进行NaOH预处理,研究了NaOH预处理对发泡材料性能的影响;二是基于NaOH预处理,采用微波加热发泡工艺改善了废纸纤维发泡材料的性能。结果表明:NaOH预处理较大程度上改善了废纸纤维发泡材料的发泡倍率、密度及缓冲性能。试验确定了废纸纤维预处理的最佳条件和基于NaOH预处理的废纸纤维发泡材料的最佳工艺配方。     

混合废纸纤维对发泡缓冲包装材料性能的影响

目的 研究废箱板纸和数字印刷废纸混合比例对发泡材料各项性能的影响,确定最佳纤维混合比例。方法 以废箱板纸和数字印刷废纸为主要原料,通过微波发泡法制备了一种废纸纤维发泡材料,通过微距镜头及扫描电镜对发泡材料微观结构进行观察。结果 研究表明,当废箱板纸纤维和数字印刷废纸纤维质量比为12.5∶2.5时,得到的材料综合性能最优,其密度为0.112 g/cm³、发泡倍率为1.728、变形能为6.463×10⁴J/m³、缓冲系数为5.922。结论 将2种废纸纤维混合起来所制备的发泡材料具有低密度、高发泡倍率和较好的缓冲性能。     

废纸纤维发泡制品的静态缓冲性能及曲线拟合

目的为了促进包装废纸的再生利用,节约自然资源和保护生态环境,文中在优化废纸纤维发泡制品配方的基础上,研究制品的静态缓冲性能,并进行曲线拟合。方法使用废弃瓦楞纸板,利用微波加热发泡工艺,通过正交试验探究发泡剂种类和配比,以及丙三醇和碳酸钙用量对废纸纤维发泡制品性能的影响,并据此确定废纸纤维发泡制品的优化配方。以最优配方的材料试样进行静态压缩试验,探究材料试样的静态缓冲性能,并使用Matlab进行曲线拟合。结果确定了废纸纤维发泡制品的优化配方,绝干废纸浆、碳酸氢钠、发泡剂H、淀粉、聚乙烯醇、甘油、碳酸钙、硼砂的质量比约为32∶3∶1∶0.9∶0.6∶4∶4.5∶0.2;最小缓冲系数在5左右时,缓冲性能较好;可采用正切加双曲正切函数方程拟合该材料试样的静态压缩曲线,方程的残差平方和为0.000 451,其具有较高的精度。结论经过配方优化后,废纸纤维发泡制品具有较好的静态缓冲性能,并且可用函数方程较好地拟合其静态压缩曲线。     

混合植物纤维微波发泡缓冲材料的制备工艺研究

为了探究瓦楞废纸混合纤维与秸秆微波发泡缓冲包装材料制备工艺的关键,以秸秆粉末和B型瓦楞废纸板为基材,通过微波发泡研制出了一种新型环保缓冲包装材料。通过秸秆与瓦楞废纸纤维质量比为变量的单因素试验研究,以及对发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)用量、发泡剂碳酸氢铵(NH_4HCO_3)用量、成膜剂聚乙烯醇(PVA)用量3个参数的正交优化试验研究,制备了新型缓冲包装材料。并利用静态压缩试验的方法 ,对该新型缓冲材料的弹性比能的影响因素进行了分析。结果表明:以秸秆与瓦楞废纸纤维质量比为3/5(秸秆纤维15g,瓦楞废纸纤维25g)的原料为主,与约0.5g的PVA,约3g的NH_4HCO_3,约1g的AC进行混合,制成的包装材料的静态压缩缓冲性能较好,且泡孔较均匀。此配方制备的混合植物纤维微波发泡缓冲材料性能优良。     

缓蚀型玉米秸秆纤维发泡包装材料的研究

目的制备并研究缓蚀型玉米秸秆纤维发泡包装材料的性能。方法以廉价环保易得的玉米秸秆纤维、废纸纤维和气相缓蚀剂为原料,添加适量的成膜剂、胶黏剂、发泡剂、交联剂等,以微波发泡的方式制备玉米秸秆纤维缓蚀缓冲包装材料。对材料的静态缓冲性能进行测试分析,得到此缓冲材料缓冲性能的基本特征,通过密闭空间定量评价方法对材料的缓蚀性能进行测定。结果微波发泡不仅使材料存在较多的储能空间而且缓蚀效果增强,添加由二甲基咪唑啉、尿素和硼砂以质量比4∶1∶2复配的缓蚀剂后,发泡材料的缓蚀效果可达90%以上,而不添加缓蚀剂的纤维发泡材料会加速金属腐蚀。结论此发泡材料具有良好的缓冲性能与缓蚀性能,基于目前的研究进展,提出了通过改变发泡剂和粘合剂用量达到对缓蚀剂进行控释的构想。     

基于复配发泡剂的纸纤维发泡缓冲包装材料制备工艺

以纸质纤维为主料制得的植物纤维基发泡制品,是近年来出现的一种新型缓冲材料。设计了3个单因素试验,以废纸纤维和淀粉类胶黏剂为主要原料,将2种不同种类的发泡剂以3种组合方式施加到混合物中,采用微波发泡的方法制备了纸纤维发泡材料。通过测定样品成型后的密度、发泡倍率、发泡失重率和干燥失重率,比较了3种不同的发泡剂配方对样品性能及制备过程的影响程度。结果表明:利用各种发泡剂分解温度相异的特点将发泡剂复配,使纸纤维材料在加热过程中分段发泡,具有较好的发泡效果,而且后期干燥的能耗也少。     

沙柳纤维对废纸纤维基轻质材料性能的影响

目的通过研究沙柳纤维不同掺入量对材料性能的影响,得到性能更优的废纸纤维基轻质材料。方法采用机械发泡和化学发泡相结合的二次发泡法、水玻璃凝胶-溶胶法、硼系阻燃法和恒温鼓风干燥法制备废纸纤维基轻质材料,对样品进行密度和力学性能测试,利用氧指数、热重等测试分析手段,对材料结构和性能进行表征分析。结果沙柳纤维掺入量(质量分数)为40%~60%时,材料的密度约为16.52 kg/m3,抗压强度可达21 k Pa,回弹率可达60%以上,氧指数可达31.2%,热稳定性好,结构稳定。结论沙柳纤维的掺入量对材料的密度、抗压强度、压缩应变和阻燃性等性能均有影响。     

NaOH预处理对报纸/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响

采用NaOH对报纸进行预处理,利用双螺杆挤出和注塑成型制备报纸纤维/HDPE复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)观察预处理前后纤维的形态变化和复合材料的断面形貌,探究不同NaOH浓度处理的纸粉对复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明,NaOH处理可提高报纸纤维的分散性,进而促进纤维在塑料中的分布均匀性。2.5%浓度处理的纸粉获得的复合材料弯曲模量和拉伸强度最高,分别为1.81GPa,20.15MPa;3.5%浓度处理制得的材料的弯曲强度最高,为19.62MPa,但热降解温度略微降低;3%浓度处理材料的冲击性能最优,为5.30KJ/m~2。     

自然纤维表面处理对自然纤维复合材料性能的影响

通过实验研究了以稻草为主要原料的自然纤维复合缓冲材料制作过程中,自然纤维表面处理对复合材料性能的影响.研究结果表明:将稻草纤维在温度为40～50℃,浓度为4%～6%的NaOH溶液中进行表面处理,制备的纤维复合材料具有最佳的力学性能.     

废纸再生缓冲发泡材料的碳足迹及碳减排

介绍了废纸再生缓冲发泡材料的类型,并对其整个生命周期的碳足迹进行了分析。提出了优化废纸再生缓冲发泡材料的生产工艺、优化产品的仓储运输方式、建造规模化的生态工业园区等途径,以减少废纸再生缓冲发泡材料的碳排放。     

汉麻秆芯/玉米秸秆充填缓冲发泡材料的制备及性能研究

目的 为减少对化石燃料的广泛依赖,用生物质复合材料替代合成纤维增强复合材料,制备轻质、缓冲等高性能天然纤维复合材料,开辟环境新材料领域创新的方向.方法 通过不同种类生物质填充物及配比变化,一步成型制备一种可降解轻质发泡缓冲材料,研究缓冲材料产品缓冲性能.结果 相同填充比例条件下,玉米秸秆发泡体缓冲性能优于汉麻秆芯材料;相同填充物条件下,填充比例为30％～40％,缓冲性能良好.结论 为各行业应用提供了环境友好的替代性结构产品,扩展了复合材料应用范围,尤其研发成本低、性能好的生物质复合材料具有重要战略意义.     

植物纤维多孔缓冲包装材料的研究现状与展望

目的综述植物纤维多孔缓冲包装材料的研究现状,指出已有植物纤维缓冲包装材料研究中存在的问题,并对其研究趋势进行展望。方法通过对国内外有关植物纤维缓冲包装材料研究文献的梳理,将已有研究从原料及组分、发泡方法和成型工艺等3个方面进行分类,并对研究现状进行分析评价。结论植物纤维多孔缓冲包装材料的应用对自然资源的有效利用和减轻泡沫塑料对环境的压力均具有重要意义,通过解决现阶段存在的发泡机理等问题,为植物纤维缓冲包装材料的进一步研究提供参考。     

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯发泡材料的制备及性能

通过熔融挤出法制备一种生物可降解缓冲包装材料聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯,并测试其表观密度、热学性能、红外光谱及缓冲性能。利用正交实验的极差分析筛选出发泡最佳工艺,通过差示扫描量热分析仪、傅里叶变换红外光谱、质构仪分别测试缓冲包装材料的热学性能和缓冲性能。结果显示,最佳发泡工艺为发泡剂碳酸氢钠添加量为20%,发泡温度为140℃,发泡时间为25 min,其表观密度为0.18 g/cm~3;NaHCO_3在发泡材料中无残留;30 mm厚的缓冲材料缓冲效果最佳。     

杂交狼尾草发泡缓冲材料的制备及性能研究

为了拓展杂交狼尾草作为植物基发泡缓冲材料在包装领域的市场,减少发泡聚苯乙烯材料对环境的污染,以杂交狼尾草为主要材料,玉米淀粉为胶粘剂,异氰酸酯为发泡剂制备缓冲材料。正交试验结果表明,发泡成型的优化条件为:主料狼尾草与胶粘剂玉米淀粉、聚乙烯醇的质量比为1∶0.3∶0.15;每100 g狼尾草内添加30 mL发泡剂异氰酸酯;微波发泡时间为7 min。狼尾草发泡成型材料在含水率为14.4%时,其密度为0.30g/cm3,每平方厘米的泡孔数为19.7;狼尾草发泡成型材料在应变为15%时,其应力值为76.3 MPa,回弹率为80.99%。研究表明,狼尾草发泡成型材料为偏硬性缓冲材料,适合包装质量大、体积大的产品。     

压缩过程中现场发泡包装材料微观结构的有限元分析

将现场发泡包装材料微观模型简化为蜂窝模型,利用有限元法分析了其微观结构压缩过程的变形规律,并通过发泡材料的实际压缩试验,证明了有限元模型模拟现场发泡材料微观结构的可行性。通过分析现场发泡材料的发泡化学原料灌注量(PFL值)的改变对其应力应变曲线的影响,证明PFL值大的现场发泡材料的缓冲性能较好。     

瓷砖产品的全瓦楞纸板缓冲包装设计

以某品牌瓷砖产品为研究对象,用瓦楞纸板替代传统的EPS泡沫塑料,对瓷砖产品进行全瓦楞纸板缓冲包装的优化设计。以原包装的EPS泡沫塑料衬垫和瓦楞纸板的缓冲性能数据为基础,对所选择的材料与结构进行了初步的性能校核。研究表明,从材料性能、成型工艺和成本等方面考虑,采用全瓦楞纸板衬垫取代EPS衬垫进行瓷砖产品的包装是可行的。     

电饭煲运输包装设计及跌落仿真分析

为研究电饭煲在流通过程中运输包装的缓冲性能,选择了环保型的缓冲材料发泡聚乙烯(EPE)为缓冲衬垫、AB型瓦楞纸板为外包装箱进行缓冲包装设计。根据电饭煲的规格和缓冲要求,对缓冲衬垫和外包装箱的结构进行了计算和设计,并利用Solidworks软件进行建模,并将其导入ANSYS中,设置各层缓冲包装材料的参数后,进行了自由落体跌落仿真试验;通过分析电饭煲运输包装件与地面接触瞬间的应力分布云图和最大应力曲线,发现在跌落过程中的最大应力出现在外包装箱与地面接触位置,最大应力小于电饭煲材料ABS的极限应力。因此,所设计的运输包装满足产品的缓冲要求,达到了保护电饭煲的目的。     

溶解浆纤维增强缓冲材料的制备及其性能研究

随着日益增长的环保要求,来源于植物源的可降解缓冲包装材料的使用和开发引起了广泛的关注。鉴于此,本文以3种不同植物源的商业溶解浆为原料,基于其在NaOH/尿素水溶液中的溶解,通过模塑成型-再生进行了溶解浆纤维增强缓冲包装材料的制备研究。通过模塑成型材料干燥前后径向与厚度方向尺寸的测量,比较了不同助剂制备的缓冲材料的径向收缩率与厚度方向的收缩率,借助扫描电镜观察了制备的材料的断面形貌,通过拉伸试验绘制应力-应变曲线来分析浆纤维缓冲材料的力学性能,通过振动缓冲性能测试比较了制备的材料的振动缓冲性能。结果表明在7%NaOH/12%尿素水溶液中溶解和在99.5%CH3COOH中再生制备的材料比较柔软、再生容易。另外阔叶木溶解浆纤维制备的缓冲材料较硬,针叶木溶解浆纤维制备的缓冲材料和添加淀粉的竹溶解浆纤维制备的缓冲材料具备一定的振动缓冲性能。添加淀粉制备的竹溶解浆纤维缓冲材料的径向收缩率和厚度方向收缩率都是较小的,且有35%的延伸率。     

发泡缓冲材料本构模型的CAD应用

在发泡缓冲材料本构模型的理论阐述、模型方程和试验数据的基础上,利用LabVIEW开发了缓冲设计软件。该软件根据用户输入条件自动计算出以缓冲面积、材料厚度为设计目标的缓冲包装设计案例,并且根据试验结果和数学处理,建立缓冲包装设计数据库,用户可以根据需要调用数据进行缓冲设计;同时该软件也提供了数据库扩展功能,用户可以将自己试验得到的某种包装材料的数据存入数据库中,扩展数据库中的材料种类。此软件只需要输入缓冲设计材料、产品信息等基本数据,即可自动计算目标结果,为一些没有试验条件的工程人员的缓冲设计提供帮助,极大提高了设计效率。