秸秆纤维制备高强度模塑包装材料研究

发布时间：2020-06-20 11:49

【摘要】：在国家政策及国际大环境的影响下,绿色包装材料的需求巨大,纸浆模塑迅速发展。但森林采伐受限,大量木材依赖进口,严重制约着我国纸浆模塑材料的发展。开发绿色环保、可持续性好、经济性好的模塑产品替代原料,成为业内研究的热点。本论文结合中国基本国情,以稻草秸秆作为主要原料,优化模塑包装材料的制备工艺,仿真分析稻草模塑制品性能,探究其代替废纸的可能性。通过单因素实验法探究制浆工艺过程中用碱量、液比、保温时间和蒸煮温度对模塑材料拉伸及弯曲性能的影响,结果显示:在蒸煮温度为100℃、液比为1:5、用碱量8%、保温时间90min制浆条件下,材料具备最佳的性能,其指标为:粗浆得率为73.97%,裂断长为6 254.05m,弯曲强度为76.13MPa,弹性模量为6 813.71MPa。通过验证实验确定实验具备可重复性,且与木质剩余物、废纸和未处理稻草进行横向对比,结果表明:处理后的稻草制备的模塑材料具备优良的弯曲弹性模量,整体性能优于废纸。通过单因素实验法确定模塑工艺过程中湿纸胚含水率、热压温度和热压压力等因素的较优区间,通过响应曲面法进行优化实验,得到最优工艺参数:热压温度175℃,热压压力为6.9MPa,湿纸胚含水率为70%,其性能指标:裂断长为7 697.93m,弯曲强度为72.36MPa,均接近于预测值。模塑工艺中各因素对模塑材料性能影响如下:湿纸胚含水率热压压力热压温度。在前期优化实验的基础上,以花洒控制阀作为包装产品,对稻草及废纸制备的纸浆模塑包装衬垫进行仿真跌落实验。结果表明:稻草模塑衬垫抗变形能力优于废纸浆,且稻草模塑材料具有一定的回弹力,能很好地吸收能量,符合高强度纸浆模塑包装材料特性;ANSYS软件仿真结果与实际跌落情况基本吻合,为计算机仿真软件在纸浆模塑领域的应用提供实验及理论基础。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB484
【图文】：

稻草秸秆,实物,原料

清洗、挑选等处理。逡逑裁切：稻草根部和顶部稻穗杂质较多且纤维素含量较低，需要去除；为提高稻草与逡逑碱液的接触面积，便于木质素的脱除，对稻草秸秆进行裁切，尺寸为：５？７ｍｍ，如图２－逡逑２所示。逡逑感逡逑图２－２稻草秸秆原料实物图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｓｔｒａｗ邋ｒａｗ邋ｍａｔｅｒｉａｌｓ逡逑２．３．３稻草浆料制备逡逑制浆造纸行业较为常见的制浆方法为机械法、化学机械法、化学法及半化学法，后逡逑续又出现了生物机械法、爆破法等新型制浆方法，但应用范围较小［６３１。化学法制浆是最逡逑－９邋－逡逑

稻草纤维,液比

东北林业大学硕士学位论文实验数据的准确性，每一个方案做３组实验，且每组实验测的平均值。逡逑得率为表征指标探究制浆工艺中液比、蒸煮温度、保温时浆料性能的影响，具体如下：逡逑对稻草纤维粗浆得率的影响逡逑碱液能够渗透原料，并根据前期预实验，以１：３的液比作为：４、１：５和１：６的液比进行实验。在ＮａＯＨ用量为８％、蒸煮ｍｉｎ条件下，不同液比与稻草纤维粗浆得率的关系如图３－１８２．００－邋？逡逑

【参考文献】