导　　师： 陈奇峰

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着全球范围内对环境问题越来越重视,低碳环保和绿色循环包装设计理念受到广泛的关注,不可降解的缓冲包装材料被淘汰已经是必然趋势。面对包装材料的刚需,新型的节能环保材料呼之欲出,目前植物纤维发泡材料作为新兴的包装缓冲材料已成为国内外研究热点。虽然这种材料就密度和缓冲性能方面已经和普通的泡沫塑料相当,但仍存在着成本高、难以产量化等的问题,致使其在实际应用中受到了限制。针对植物纤维发泡材料目前存在的问题,本课题在优化了蔗渣-聚乙烯醇复合发泡材料配方的基础上,通过对蒙脱土进行有机改性并加入到优化了的蔗渣-聚乙烯醇复合发泡材料中,提高了发泡材料的性能。具体的研究内容和结论如下:（1）本论文优化了蔗渣-聚乙烯醇复合发泡的配方及反应条件,最终得到兼顾了材料的各项性能的最佳配方比为:蔗渣:PVA:淀粉:发泡剂（NH4HCO3:NaHCO3=1:1）:四硼酸钠:碳酸钙=16:3:3:4:0.1:3,发泡时间为15 min,发泡功率700 W（中高火）。最终得到了发泡倍率为1.163、密度为0.110 g/cm3、残余应变为17.8%和弹性比能为0.268J/cm3的蔗渣纤维/聚乙烯醇复合发泡材料。（2）用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对蒙脱土K10进行插层改性处理,采用SEM电镜分析、X射线衍射仪（XRD）、驻波管法吸声测试仪对改性蒙脱土及制备得到的复合发泡材料的性能进行表征。结果表明,改性蒙脱土的层间距由1.5224 nm增大到1.9621 nm,且当改性蒙脱土的添加量为4%时,制备的改性蒙脱土-蔗渣纤维复合发泡材料的各项性能综合最优。此时得到的发泡材料的发泡倍率为1.223、密度为0.078 g/cm3、残余应变为40%、以及弹性比能为0.322 J/cm3。（3）在目前现有的研究中,采用半自由发泡的方式得到的纤维发泡材料由于表面没有受到压力的控制,会出现材料表面不平整及厚度不均匀的现象。本论文针对上述问题,根据微波发泡的特点以及发泡过程所需要的条件,开发出具有滤水装置和发泡装置的微波专用发泡装置,并通过多次试验验证了其适用性。综上所述,本课题所制备的改性蒙脱土-植物纤维复合发泡缓冲材料具有优良的缓冲性能、低密度和可降解性,采用新型的配方后制备出的发泡材料的力学性能和表面结构都有较大的改善。使用了微波发泡专用的模具后,有效解决了自由发泡过程中出现的厚度不均匀及表面凹凸不平的问题。论文的成果优化了已有的配方,弥补了以往的研究上的一些不足,加速了植物纤维发泡材料的工业化应用。此外,本文对该新型发泡材料进行了吸声测试,发现该材料吸声性能优越,且改性蒙脱土的加入,使复合发泡材料具备了阻燃性和阻隔性能,弥补了目前在吸声方面应用的植物纤维发泡材料的不足之处,拓宽了的改性蒙脱土-蔗渣纤维复合发泡材料的应用领域。更多还原

关 键 词： 蔗渣纤维/聚乙烯醇复合发泡材料 [6928307]改性蒙脱土 [8318074]CTAB [4057784]吸声性能

分 类 号： [TB332]

领　　域： []