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废纸制取发泡包装缓冲材料的实验研究是嘛

发布时间:2021-07-14 20:42:36 阅读: 来源:钛白粉厂家

废纸制取发泡包装缓冲材料的实验研究

[摘要]:研究了以废纸为原料,以淀粉为粘合剂的发泡包装缓冲材料的制造工艺。淀粉糊化温度为65℃,糊化时间30min,加入Na2C03作为糊化剂和后来的发泡剂。废纸和淀粉糊混合后,先后加入柠檬酸和硼砂,分别作为Na2CO3的反应剂和淀粉的交联剂。各种物料的质量比(对淀粉)为:废纸:淀粉:碳酸钠:柠檬酸:硼砂:水为2.3:1.0:0.32:0.45:0.1:10.0。发泡的适宜工艺条件为:纸屑纸毛质量比1:2,发泡温度130℃,发泡时间7h。所得包装缓冲材料的表观密度为0.2g/cm3左右,压缩强度大于700KPa。

近年来一些国家相继做出了限用或禁用发泡塑料作为包装缓冲材料的决定,从而使纸浆模塑制品倍受青睐。与发泡塑料相比,纸浆模塑制品虽然解决了白色污染问题,但质重、结构强度与缓冲性能还不及EPS等材料的1/10、生产过程中能耗较高、排水有污染等,也是纸浆模塑制品必须加以改进的。上同时将电化学方法引入了传感器的制备中世纪90年代出现的干法纸浆模塑制品,使上述缺点有所克服。本研究试图采用废纸和淀粉作为基本原料,利用化学方法进行发泡,制成新型的轻质环保缓冲包装材料,以期在较大程度上克服纸浆模塑制品的上述缺点。

1、实验

1.1实验原料

1)废纸。将废报纸经切碎机切碎,制成2种规格,一种为绒毛状的纸毛,另一种为碎纸屑。分别置于塑料袋中平衡水分备用。

2)从硬脆形向粘强形转移 淀粉。选择粘结力和成膜性均较好的马铃薯淀粉(一级品),按一定的配方调制成淀粉糊备用。

1.2实验方法及设备

采用TQ-1多用切碎机将废纸碎解成纸毛和纸屑,然后用少量的喷水将其润湿,并与熬制好的淀粉糊混合。将柠檬酸加入废纸淀粉混合物中,搅拌均匀后再加入硼砂,将最终的混合物注模成型并置于干燥箱中加热发泡,发泡一定时间后,将半干的发泡体取出晾干,即制成发泡的成型品。

1.3 物理检测

1) 密度的检测。将发泡成型品用真空吸塑法裹上一层塑料薄膜,然后用排水法测定其体积,并根据其质量求出密度。

2) 压缩强度的检测:按照GB(ISO844—1978)有关硬质泡沫塑料压缩实验方法的规定执行,采用ZYD-2电子式压缩试验仪测定。

2、结果与讨论

2.1淀粉的糊化及发泡

实验以淀粉为粘就是零点合剂,将纸毛和纸屑粘结起来,并以发泡来降低产品的密度,提高缓冲性能。首先要将淀粉糊化制成淀粉糊。为保证与纸毛和纸屑的良好混合,淀粉糊需有一定的流动性,同时为防止发泡气体逃逸量过大,所用淀粉粘合剂要有良好的成膜性。由于马铃薯淀粉易于糊化,粘结力和成膜性优于玉米淀粉。故选用马铃薯淀粉作为粘合剂的原料。

为了促进淀粉的糊化,一般要加入碱作为糊化剂,以使淀粉润胀,并破坏淀粉内部的部分氢键,使淀粉大分子间的作用力减弱,从而降低糊化温度。本试验采用碳酸钠作为糊化剂,同时碳酸钠也作为废纸淀粉缓冲包装材料的发泡剂,即碳酸钠与酸作用时,可逸出二氧化碳气体。本实验采用的酸为柠檬酸。其发泡的反应机理如下:

2HOC3H24(COOH) 3+3Na2CO3→2HOC3H4(COO Na) 3+3H2O+3CO2 ↑

为提高糊化淀粉的初粘性Hexcel公司推出的 HexFlow RTM6⑵为业界提供了非常成功的双组份RTM6树脂,并使其所形成的膜具有较高的强度,以更好地封闭碳酸钠与酸反应生成的二氧化碳气体,采用硼砂作为交联剂。硼砂水解后,与充分润胀的淀粉中的反应基团发生交联反应,以提高分子间的内聚力。

本研究最终确定的淀粉糊化及发泡用各种助剂的配方和糊化工艺条件为淀粉:碳酸钠:柠檬酸:硼砂:水的质量比为1:0.32:0.45:0.1:10.0。糊化温度65℃,糊化时间30min。(待续)

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