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关键词:
发泡剂,废纸,淀粉,柠檬酸钠,聚乙烯醇
ABSTRACT
Atpresent,manyfoam(EPS,EPE,etc.)causedbythewhitepollution,faceeliminationisimperative.InordertoalleviateEPS,EPEfoamplasticproductscausedbyenvironmentalpollutionproblems,athomeandabroadhaveofplantfibercushioningmaterials.Thepaperfirstlyintroducesthemanufacturingprocessofstarchfoammaterials,analysisofthefoamingprocessfactorsaffectthefoamquality,andhowtocontrolforthesefactorstoachievethebestqualityfoammadecorrespondinganalysis.Inthisstudy,thefoamingagenttostarchadditives,sodiumcitratenucleatingagentwithpolyvinylalcoholasabindertoglycerolasplasticizer,theboraxismadeofaidsandwastepaper,withdonotpollutetheenvironment,productionprocessissimple,lowcost,rawmaterialsourceiswide,shockisolationperformanceisbetterthanpaperpulpmoldingproductsandsoon.Duringtheexperiment,manyfactorsinselectingthefourfactorsasthemainobjectofstudyorthogonal,thatissodiumcitrate,sodiumcarbonate,glycerin,polyvinylalcohol.Singlefactortestmethodofwastepaper,starch,borax,foamingtemperature,foaminghumidity,timeoffoaming.Byorthogonaltestandsinglefactorexperimentswithresearchandanalysis,theuseofpooranalysis,andultimatelyestablishasetofoptimalprocessconditions,foamingrateof84.71%.Guidingfutureresearchontheroleandapplicationvalue.
KEYWORDS:
foam,Wastepaper,Starch,sodiumcitrate,polyvinylalcohol
目录
前言1
1.概述2
1.1简介2
1.2发展现状2
1.2.1国内研究现状3
1.2.2国外研究现状3
1.3研究内容4
1.4成果及意义4
2实验部分6
2.1实验材料和仪器6
2.1.1发泡所用材料6
2.1.2实验仪器8
2.1.3发泡工艺12
2.1.4发泡原理12
2.1.5发泡效果的评价13
2.2实验研究方法探讨14
2.2.1正交试验法14
2.2.2交互性理论15
2.2.3正交试验设计16
2.2.4单因素试验法17
2.3实验影响因素及实验方案设计18
2.3.1实验影响因素18
2.3.2实验方案设计19
3实验数据分析及结果评定22
3.1实验数据分析22
3.1.1单因素试验方案数据分析22
3.1.2正交试验方案数据24
3.2实验结果评定28
3.2.1单因素试验结果评定28
3.2.2正交试验结果评定30
4结论33
参考文献35
附录37
前言
EPS泡沫塑料制品在发泡领域作为包装材料、防震内衬的首选产品,其优越的包装性能以及低廉的价格,至今尚无更为理想的产品取代[1]。
但EPS泡沫塑料制成的包装防震材料、一次性快餐盒以及蛋糕托盘等造成白色污染的主要来源,在环境中难于降解,是环境恶化的隐形杀手,成为全人类的公敌。
然而即使淘汰氟氯烃类发泡剂,采用丁烷和戊烷等纯烃类发泡剂,烃类的释放也和其它挥发性有机化合物一样,污染低层大气层,产生光化学烟雾。
从长远角度来看,EPS等造成的白色污染,面临淘汰势在必行。
就目前情况而言,作为环保替代品,主要是纸浆模塑工业品防震内衬包装制品。
但其制品过于致密,抗震耐冲击性能大大低于EPS材料,只能制作小型包装衬垫,而制作大型家电产品的包装衬垫及填充仍离不开EPS发泡塑料制品。
为研究以废旧报纸为主要原材料发泡,本文对此进行了大量的研究。
本论文主要采用正交试验法和单因素试验法,主要研究内容有:
成核剂柠檬酸钠对发泡材料发泡效果的影响;
增塑剂丙三醇对发泡材料发泡效果的影响;
无水碳酸钠对发泡材料发泡效果的影响;
黏结剂聚乙烯醇PVA对发泡材料发泡效果的影响;
废纸纤维用量、淀粉用量对发泡材料发泡效果的影响;
硼砂对发泡材料发泡效果的影响;
发泡温度对发泡材料发泡效果的影响;
发泡湿度对发泡材料发泡效果影响。
研究过程中所用的主要仪器JJ-1型定时电动搅拌器;
101-0A型电热鼓风干燥箱;
电子天平;
78HW-1显温磁力搅拌器;
游标卡尺等等。
在撰写此论文及做实验中,参考了数篇文献、查询了众多资料,这些文献不仅提供了发泡原理及工艺,更重要的是提出了一些影响发泡的因素。
本课题研究的意义在于讲述了发泡过程的各个操作步骤,研究了实验方案,分析了影响发泡的因素,借鉴已有计算公式,得出了最佳发泡方案。
为以后的研究及操作提供了重大的参考价值。
1.概述
1.1简介
发泡材料,也称发泡剂,是指能在物质内部气化产生气泡使之成为多孔物质的发泡物质,如制造泡沫塑料、泡沫橡胶、泡沫树脂、发泡食品(馒头、包子、面包、蛋糕)等,发泡材料可分为化学发泡材料、物理发材料和表面活性剂三大类[2]。
随着科学技术的迅速发展,人类社会对环境保护日益重视,限制和淘汰对环境有严重污染的产品,提倡固体废弃物资源化、减量化和无害化是一种发展趋势。
EPS泡沫塑料制品作为包装材料、防震内衬的首选产品,其优越的包装性能以及低廉的价格,至今尚无更为理想的产品能够取而代之。
但EPS泡沫塑料制成的包装防震材料、一次性快餐盒、蛋糕托盘等等是造成白色污染的主要来源,在环境中很难降解,已经成为令人头疼的问题。
1.2发展现状
目前,一些发达国家正在加紧进行植物纤维发泡技术的研究,期望该新型包装材料能够替代还在广泛使用的EPS发泡材料[1-3]。
国外植物纤维发泡制品所采用的方法主要集中在不添加化学发泡剂的工艺方面,原料是通过水蒸汽的作用发泡,形成颗粒型发泡纸浆。
日本在该项技术上已取得较为显著的成绩。
日本工业技术研究所开发了用废纸作原料的干式纸浆发泡技术。
这种废纸无需用水溶化,该制作包装材料的技术与湿式纸浆模法相比,所制出的产品具有更好的生物分解性,不会造成二次公害。
该项技术是将废纸粉碎到5mm以下,与淀粉浆糊混合制成直径1~3mm的粒子[4]。
将粒子吹入处于开启状态的金属模后再关闭加热,浆糊中含有的水分在加热过程中从通气孔排出,可制作成精度、厚与金属模相应的包装制品。
在制作发泡包装材料时,可预先将废纸和淀粉浆糊的小粒发泡,该发泡体涂上淀粉浆糊吹入金属模,或者将粒子加入发泡材料在金属模内使之发泡。
由于该项技术不需用大量的水,因而不需要配备干燥流水线和废水处理设备。
1.2.1国内研究现状
近年来,我国有几所院校正在进行这方面的技术研究开发,并已取得了阶段性成果。
国内的工艺方法主要集中在使用添加剂化学发泡剂方面。
目前武汉远东绿世界公司和通山科学工业技术研究所共同研制的双发泡植物纤维发泡包装新材料,可用于家电生产企业替代泡沫塑料包装。
该材料是用改性淀粉和高纤维填充物为原料,在高效复合发泡的作用下经低温发泡选粒,高温发泡成型技术生产而成,具有防潮,抗震,抗压,强度好,重量轻,价格低等特点,该材料降解率可达到78.4%,是一种新型环保包装材料,是塑料泡沫包装材料的极佳替代品[2-4]。
目前国内植物纤维发泡材料方面技术的研究和开发,已取得了阶段性的成果。
国内开发研究的植物纤维发泡制品一般通过添加化学发泡剂的方法发泡,使用发泡剂的发泡工艺较为简单。
1.2.2国外研究现状
目前,一些发达国家正在加紧进行植物纤维发泡技术的研究,期望该新型包装材料能够替代还在广泛使用的EPS发泡材料。
国外植物纤维发泡制品所采用的方法主要集中在不添加化学发泡剂的工艺方面,原料是通过水蒸气的作用发泡,形成颗粒型发泡纸浆。
该项技术是将废纸粉碎到5mm以下,与淀粉浆糊混合制成直径1-3mm的粒子。
在制作发泡包装材料时,可预先将废纸和淀粉浆糊吹入金属模,或者将粒子加入发泡材料在金属模内使之发泡。
天然纤维素纤维树脂复合发泡材料属于以高分子材料为基体的一种复合材料,是一种气固二相体系的复合材料,其内部均匀地分散着无数微小气孔,天然纤维素纤维作为一种有机固相聚合物,起到生物降解和增强作用。
由于聚合物发泡体具有质量轻、比强度高、吸收冲击载荷能力大、隔热性能好、隔音性能优良等许多宝贵的性能,因此被广泛地应用于日用品、工业、农业、交通运输、军事工业、航天业等多方面。
国外在进行发泡型植物纤维缓冲包装材料的制作及机理方面的研究,已取得了不同程度的阶段性成果。
其实验室制成的样品,
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- 关 键 词:
- 发泡 材料 工艺 研究