植物纤维发泡缓冲材料的制备及其性能研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：植物纤维发泡缓冲材料的制备及其性能研究英文并列题目：StudyonthePreparationandPropertiesofthePlantFiberFoamingCushionMaterial研究生：陈玉芬专业：包装工程研究方向：运输包装导师：钱怡副教授指导小组成员：学位授予日期：2015年6月19日答辩委员会主席：卢立新江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一五年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人

2、为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名布、期：別丨卞关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。摘要摘要鉴于自然资源和环境污染两因素，产品的缓冲包装设计不仅需要考虑产品防护可靠性、结

3、构合理性及成本，同时还要兼顾包装材料的环保性。近来，通过发泡植物类纤维作为新型缓冲包装材料已成为学者们的研究热点。该新型缓冲材料具有成本低廉、环境友好等特点，然而其缓冲效果和传统包装材料相比还有待进一步改善。本课题基于课题组已取得的研究成果，以废弃瓦楞纸板与玉米秸秆粉为主要原料，经水浸泡，打浆后得到混合植物纤维，依次加入胶黏剂、增塑剂和发泡剂等，充分搅拌混合，置于指定模具中，通过微波加热发泡工艺，制得环保无污染型植物纤维发泡缓冲材料，并深入研究了其缓冲性能、微观性能及其它性能。主要研究内容如下：（1）纤维发泡材料的制备。结合本课题组及国内外相关发泡类缓冲材料的研究成果，正确选取原材料，并

4、加以相关处理，然后采用单因素试验方案设计以表观效果、静态压缩性能及回弹性能三个方面为评价指标，确定制备纤维发泡材料的工艺参数和影响材料性能的4个主要因素。（2）材料制备的工艺参数优化。基于单因素试验得出的对材料性能影响最大的4个主要因素，设计4因素3水平的正交试验，以发泡倍率、密度、变形能、最小缓冲系数、回弹率及响应加速度6个性能参数为评价指标，分别对每个评价指标进行极差分析，再借助SPSS软件对正交试验结果进行方差分析，然后综合极差分析及方差分析的结果，得到性能较优的发泡配方条件。（3）材料的隔振性能研究。以正交优化试验得到的最佳配方制备的材料为对象，对其进行正弦定频振动试验，考察其保

5、护产品的能力。测试结果表明，在特定的频率范围内，最大响应加速度小于激励加速度，材料具备隔振性能。（4）材料的微观结构分析。采用生物显微镜观察纤维形态，表明不同大小的纤维在其氢键和胶黏剂的作用下相互交织成网状结构形成小室，表征缓冲材料的形成机理。并利用扫描电子显微镜就材料的微观结构进行影响因素的分析，再通过TGA对材料的热性能进行测定，材料的残留率在26.53%，表明其具有良好的热稳定性。另外，采用FTIR确定了材料的分子结构。（5）材料的降解性能研究。基于本课题所制备材料的环保无污染性，就材料的降解性能展开研究。为客观反映材料的环保性，将其置于自然环境下进行降解试验，分别分析其在3种不同

6、的自然环境下降解效果。研究表明，试样在3种不同自然环境下均得以不同程度的降解，验证了其环保无污染性。综上所述，本课题所制备的植物纤维发泡缓冲材料具有优良的缓冲性能、热稳定性及环境友好性等，完全可以用来作为运输包装中的缓冲材料，为进一步开发新型植物纤维发泡缓冲材料提供新的途径和参考依据。关键词：植物纤维；发泡；缓冲材料；缓冲性能；微观性能IAbstractAbstractSincefactorsofnaturerecourseandenvironmentpollution,whendesigningpackage，protectionreliability,structurerationa

7、lity,cost,andsomeotherfactorsshouldbeconsidered.Inaddition,environmentfriendlyofpackagingmaterialshouldalsoberegarded.Inrecentyears,cushionpackagingmaterialmakingfromfoamingplantfiberhasbeenfocusedamongscholars.Thenewm