魔芋葡甘聚糖緩沖包裝材料的制備與性能研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，在我們生活中各類產(chǎn)品的流通越來(lái)越頻繁，緩沖包裝在運(yùn)輸過(guò)程中起著重要的作用。目前，應(yīng)用最廣泛的緩沖包裝材料是低密度發(fā)泡聚苯乙烯，然而低密度發(fā)泡聚苯乙烯難以降解。因此，開(kāi)發(fā)一種具有天然可降解特性的緩沖包裝材料，以替代目前應(yīng)用廣泛的低密度發(fā)泡聚苯乙烯，具有巨大的意義。魔芋葡甘聚糖（Konjac glucomannan簡(jiǎn)稱KGM）是魔芋的主要成分，不僅資源豐富，而且具有可降解性。其水溶液具有凝膠性，具備加工成為緩沖包裝材料的條件

2、。
　　本文以魔芋葡甘聚糖為原料，采用冷凍干燥法制備一種新型的可生物降解的緩沖包裝材料。研究KGM緩沖包裝材料的結(jié)構(gòu)和緩沖性能，并分析KGM濃度、冷凍溫度、冷凍時(shí)間變化對(duì)KGM緩沖包裝材料的密度、孔隙率、孔徑等的影響，及其對(duì)靜態(tài)壓縮性能和回彈性能的影響。最后根據(jù)KGM緩沖包裝材料的微觀結(jié)構(gòu)建立部件模型，應(yīng)用有限元軟件ABAQUS/Standard對(duì)KGM緩沖包裝材料的靜態(tài)壓縮過(guò)程進(jìn)行模擬研究。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果大致相同，說(shuō)明有限元

3、模擬方法的合理性和可行性，從而可以利用有限元模擬來(lái)代替實(shí)驗(yàn)，縮短實(shí)驗(yàn)周期，節(jié)約研究費(fèi)用。主要包括如下研究結(jié)果：
　　(1)隨著KGM濃度的增加，KGM緩沖包裝材料孔隙率降低、回彈性降低，但孔徑、彈性模量和屈服應(yīng)力增大，同時(shí)材料的密實(shí)化階段有所提前。
　　(2)隨著冷凍溫度降低，緩沖包裝材料孔隙率降低、孔徑降低，但彈性模量和屈服應(yīng)力增大，同時(shí)材料的密實(shí)化階段有所提前，回彈率也升高。隨著冷凍時(shí)間的的延長(zhǎng)，緩沖包裝材料孔隙率增大，

4、孔徑增大，但彈性模量和屈服應(yīng)力降低，回彈率也略有降低。
　　(3)KGM濃度為3％，冷凍溫度為-20℃，冷凍時(shí)間為12h的緩沖包裝材料，取得的最小的緩沖系數(shù)為2.79時(shí)，其靜應(yīng)力最大為0.156Mpa，能量吸收性能與低密度發(fā)泡聚苯乙烯相近，具有進(jìn)一步生產(chǎn)應(yīng)用的潛能。
　　(4)有限元模擬的壓縮過(guò)程與實(shí)際狀況相符，模擬結(jié)果也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果大致相同，整個(gè)壓縮過(guò)程都包括了三個(gè)階段：彈性階段、屈服階段和密實(shí)化階段。隨著材料孔隙率降低，彈