機(jī)械活化甘蔗渣制備蔗渣纖維緩沖包裝材料的研究.pdf

1、植物纖維緩沖包裝材料是近年來針對石化資源日益枯竭及難降解材料污染嚴(yán)重而發(fā)展起來的一種新型綠色緩沖包裝材料，具有原料來源廣、無毒、無污染等特點(diǎn)。甘蔗渣也是植物纖維中的一大類，雖然在近幾年對其的應(yīng)用研究越來越多，但在緩沖包裝材料的應(yīng)用上才剛剛起步，因此研究制備蔗渣纖維緩沖包裝材料具有較大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。甘蔗渣由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，以纖維素的結(jié)晶纖維絲為骨架，木質(zhì)素和半纖維素形成牢固結(jié)合層包圍著纖維素，構(gòu)成高度結(jié)晶的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致

2、與淀粉、填料等相容性差，因此必須對甘蔗渣進(jìn)行一定的預(yù)處理。本文采用自制攪拌球磨機(jī)對甘蔗渣進(jìn)行機(jī)械活化預(yù)處理，以木薯淀粉為粘合劑，碳酸氫鈉、碳酸氫銨、碳酸銨復(fù)配為發(fā)泡劑，滑石粉為填料制備蔗渣纖維緩沖包裝材料。以密度和壓縮強(qiáng)度為指標(biāo)，分別考察機(jī)械活化時(shí)間、淀粉含量、發(fā)泡劑用量、填料含量和溫度等因素對密度和壓縮強(qiáng)度的影響，并采用正交實(shí)驗(yàn)對制備蔗渣纖維緩沖包裝材料工藝進(jìn)行優(yōu)化。采用電子萬能試驗(yàn)機(jī)對蔗渣纖維緩沖包裝材料進(jìn)行靜態(tài)壓縮試驗(yàn)，分析討論甘

3、蔗渣機(jī)械活化時(shí)間對所制得的蔗渣纖維緩沖包裝材料的靜態(tài)壓縮性能的影響。采用掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FTIR)、熱重分析儀(TG)等對蔗渣纖維緩沖包裝材料進(jìn)行表征分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，得出以下結(jié)論：
　　 (1)通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到較優(yōu)的反應(yīng)工藝條件為：機(jī)械活化2.0h，溫度120℃，粘合劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％，發(fā)泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％，填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％。在該工藝條件下制備的蔗渣纖維緩沖包裝材料的密度為0.228g·c

4、m-3，壓縮強(qiáng)度為1.751MPa。
　　 (2)蔗渣纖維緩沖包裝材料靜態(tài)壓縮試驗(yàn)表明：蔗渣纖維緩沖包裝材料具有一定的緩沖性能，在相同的應(yīng)變下，應(yīng)力隨著機(jī)甘蔗渣機(jī)械活化時(shí)間的增加而減小。不同機(jī)械活化時(shí)間甘蔗渣制備的蔗渣緩沖包裝材料的緩沖系數(shù)基本相當(dāng)，其中應(yīng)變在15-35％的范圍時(shí)，材料的緩沖系數(shù)較小，活化2.0h甘蔗渣制備的蔗渣纖維緩沖包裝材料的最小緩沖系數(shù)最小，為3.5。
　　 (3)紅外光譜和掃描電鏡分析表明：機(jī)械活