海帶發(fā)泡緩沖材料研究.pdf

1、在運(yùn)輸和流通過(guò)程中，合理的緩沖包裝有利于減小機(jī)械振動(dòng)等外界各種因素對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生的影響。目前，應(yīng)用最廣泛的緩沖材料是石油基的泡沫塑料，然而石油資源日益匱乏，泡沫塑料難以降解。因此，開發(fā)一種可降解、可再生的緩沖材料成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。生物質(zhì)材料因來(lái)源廣泛、可再生，成為應(yīng)用前景最廣泛的可降解材料之一。海帶(laminariajaponica)量大、獲取方便、成本低廉，是我國(guó)最重要、產(chǎn)量最高的栽培類藻類，是典型的第三代生物質(zhì)。海帶含有豐富的海藻

2、酸鹽，與鈉離子結(jié)合形成海藻酸鈉。海藻酸鈉具有良好的膠黏性、乳化性、保形性和穩(wěn)定性，還具有形成纖維和薄膜能力，易同蛋白質(zhì)、淀粉等共溶。
　　本文采用真空冷凍干燥（又稱冷凍干燥），利用海帶中豐富的海藻酸鹽與鈉離子結(jié)合形成海藻酸鈉，在不添加任何發(fā)泡助劑條件下制備海帶發(fā)泡緩沖材料（laminaria japonicafoamed cushioning material，LFCM）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):NaOH溶液處理的海帶發(fā)泡緩沖材料(LFCM

3、h)呈致密的枝化結(jié)構(gòu)，由薄壁構(gòu)成開孔。隨著NaOH溶液濃度的增加，LFCMh的強(qiáng)度降低，變得易坍塌易碎;孔徑分布范圍由寬變窄，平均孔徑逐漸減小;緩沖材料的密度(ρ*)逐漸增大，而孔隙率（θ）則反之;壓縮吸收能減小，初始彈性模量呈先減小后增大的趨勢(shì)，初始彈性模量和壓縮吸收能最大值分別為0.15 MPa和42.38 kJ/m3。使用NaOH溶液對(duì)海帶進(jìn)行處理可以得到海藻酸鈉，使海帶變成粘稠的膠體。但NaOH溶液的堿性較強(qiáng)，對(duì)海藻酸鈉的影響較

4、大，易使其解聚。從而使LFCMh的強(qiáng)度降低，變得易坍塌易碎，多孔結(jié)構(gòu)很難保持。而Na2CO3溶液的堿性較弱，不僅可以處理海帶后得到一定量的海藻酸鈉，而且可避免海藻酸鈉的降解過(guò)于劇烈。Na2CO3溶液處理的海帶發(fā)泡緩沖材料(LFCMc)未發(fā)生坍塌。隨著Na2CO3溶液濃度的增加，多孔結(jié)構(gòu)更明顯和致密;孔徑分布范圍由寬變窄，平均孔徑逐漸減小，LFCMc比LFCMh的孔徑分布范圍更廣，平均孔徑稍大。ρ*呈增大趨勢(shì)，θ則減小，LFCMc比LFC

5、Mh的p*變化幅度小，LFCMc的θ交高，都在90％以上;初始彈性模量和壓縮吸收能都逐漸增大，初始彈性模量和壓縮吸收能最大值分別為0.627 MPa和329.81 kJ/m3，LFCMc比LFCMh的壓縮吸收能要大。相比較而言，LFCMc比LFCMh的多孔結(jié)構(gòu)更明顯更牢固、θ更大、靜態(tài)緩沖性能更好。
　　結(jié)合LFCMc靜態(tài)緩沖性能的研究和分析，再基于交錯(cuò)立方體模型，本文構(gòu)建了LFCM的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系模型，最后采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合曲