废纸纤维发泡材料的相关研究

LOGO废纸纤维发泡材料的相关研究 内容摘要：课题研究的目的、意义1研究背景及国内外研究概况2课题研究内容3课题研究的技术路线4课题创新点5已有研究基础和可能存在的问题6课题研究的目的、意义v 植物纤维发泡制品以可降解纤维（废旧报纸，纸箱纸，其他植物纤维材料等）为主要原料，添加一定量粘合剂，采用化学的或者物理的发泡工艺制备出的具有一定缓冲性能的新型环保材料。特点：不污染环境、制作工艺简单、成本低廉原料来源广、缓冲性能优于纸浆模塑课题研究的目的、意义目前，已有研究中制备出的实验室样品性能已与EPS相当，证明了该产品的研发具有广阔的市场前景，但距其产业化生产还有一段距离。课题目的：对本实验室已有的废纸纤维发泡制品的制备配方进行优化， 在此基础之上对微波加热发泡及后续干燥工艺进行研究，并 开发一种适于微波发泡的专用模具。研究意义：本课题的研究将为植物纤维发泡制品的工业化生产中设备 及参数控制提供科学依据，推动植物纤维发泡制品走出实验室，早日实现工业化生产。研究背景及国内外研究概况研究背景废纸纤维发泡材料应运而生！发泡塑料难降解、污染 环境，需开发一种可生 物降解的包装缓冲材料 来取代EPS等发泡塑料 。在全球各国致力于提高废纸 利用率的同时，我国的废纸 回收率依旧低位徘徊，开辟 新的废纸回收利用途径。研究背景及国内外研究概况综观国内外对该材料的研究，大体上可概括为以下几个方面：关于原料配方的研究国外：玉米淀粉，大豆淀粉，大豆纤维，椰子果皮纤维等原材料；国内：单独使用各类植物纤维发泡、使用废纸纤维发泡、将植物纤维与其他塑料颗粒混合发泡。小结：总体来说，国内外对植物纤维发泡制品制备配方的研究已取得了很大的成果，为进一步的研究奠定了基础。研究背景及国内外研究概况关于发泡成型方式的研究u 按发泡方式分：使用化学发泡剂发泡和不使用化学发泡剂发泡。 （化学发泡剂 ）（水蒸气 ）u 按成型方式分：一步成型法两步成型法物料混合制浆浇注发泡成型熟化脱模成品将植物纤维与淀粉混和，在挤压机中加工成发泡型圆柱颗粒， 再以此颗粒作为原料在模具中制成各种形状的包装制品。小结：国外研究主要集中于以水蒸汽作为发泡介质，采用两步成型 的工艺过程；国内研究大多是使用化学发泡剂发泡，采用一步成型的工艺过程，但也正积极向无污染制备方式转变。研究背景及国内外研究概况关于发泡机理的研究泡孔的形成过程分为3个阶段：气泡核的形成、气泡核的膨胀生长、气泡的稳定固化。小结：目前，对发泡机理的研究已有很多，但具体影响泡孔形 成的因素很多，且各因素之间相互作用，因此发泡成型机理比较复杂，而这也是影响发泡制品质量的关键因素 。水蒸气水蒸气abcd研究背景及国内外研究现状现有研究中存在的问题（1）植物纤维发泡缓冲材料的原料来源广泛，不同原材料制成的制品 缓冲性能不一，与生产工艺成熟的EPS相比，较难实现工业化生产 ； （2）目前的研究集中于制备配方及发泡机理的研究，缺乏对制品加工工艺及参数、发泡模具等的研究，限制了植物纤维发泡材料的工业化生产；（3）目前制备出的实验室制品在成本控制方面，与价格低廉的EPS发泡 塑料相比还稍逊，这也影响了该材料取代EPS的进程。原料配方的优化关键工艺过程的研究微波发泡专用模具的研发课题主要课题主要 研究内容研究内容课题研究内容课题研究内容原料配方的优化纤维纤维原料的 改性预处预处理复合发泡剂 配方优化制品防潮 性能优优化在已有配方中的废纸纤维原料中加入一定比例未经打浆过的原 植物纤维；在打浆前 对纤维原料进行润胀 及预处理。采用无机发泡剂碳酸钠代替原配方中的AC发泡剂，减少 AC发泡剂的使用可能 对环境造成的影响。在配方中加入适当的防潮剂，研究制品的防潮性能及防潮剂对发泡效果的影响。课题研究内容关键工艺过程 的研究微波加热发泡工艺通过微波加热发泡试验， 探究微波加热发泡过程、 机理；探讨微波功率和辐 照时间两因素对发泡效果 的影响；进而确定实验室 条件下的微波加热发泡最 佳工艺参数。加热干燥工艺选用不同的干燥方式及 参数对其进行干燥，试 图找出其干燥规律，并 结合对干燥能耗的计算 ，得到适宜的干燥工艺 方式及参数。课题研究内容微波发泡专用模具的研发通过微波加热发泡试验，分析微波加热发泡过程中水蒸气蒸发过程和材料含水率的变化规律，探究其对发泡效果的影响；如何 研发？结合适宜用于微波辐射加热的几种材料的特点和材料成型模 具的难易程度，选择一种适宜的模具材料；采用不同形状的简易模具进行微波加热发泡的对比试验，探讨 模具形状对发泡效果的影响，确定合适的模具形状及尺寸参数。本实验室 已有配方纤维原料改性预处理发泡剂配方优化防潮性能的优化通过性能测试确定优化配方确定实验室条件下最佳工艺参数微波加热发泡工艺研究干燥工艺过程研究分析微波加热发泡过程及特点分析适宜微波辐射材料的成模难易程度采用不同形状简易模具进行微波发泡对比试验开发微波发泡专用模具课题研究的技术路线课题创新点原料配方优化发泡及干燥工艺研究研发微波发泡专用模具推动废纸纤维发泡制品的工业化生产课题创新点已有研究基础和可能出现的问题已有研究基础：（1）本实验室已通过大量试验研究，初步得到了各项性能较佳的制备配方；（2）在已往的试验研究中发现，纤维发泡材料受环境的影响较大，在湿气重的环境中，材料会吸湿受潮，使用性能会大大下降；（3）在发泡干燥工艺过程中，水分含量的变化率对发泡效果影响较大。已有研究基础和可能出现的问题可能出现的问题：（1）本课题的难点在于微波发泡专用模具的开发，学校实 验室不具备模具制造的条件，因此需设计好模具造型 后，与模具制造厂沟通，小批量定制。（2）在废纸纤维中加入未经打浆过的植物纤维，以求改善废纸纤维的二次或多次打浆对纤维性能的影响，效果是否明显还需试验验证。LOGO请各位老师提出宝贵建议！