廢紙板纖維-淀粉發(fā)泡復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、淀粉類發(fā)泡復(fù)合材料以淀粉為基體,輔以塑化劑、相容劑、發(fā)泡劑等助劑,利用擠出、注塑、模壓或烘焙等發(fā)泡方法制取的一種可降解發(fā)泡復(fù)合材料,該發(fā)泡制品具有良好的可降解性,可以部分替代不可降解的泡沫塑料(特別是EPS),有利于緩解“白色污染”及“石油匱乏”等問題,并且其推廣利用有利于提升淀粉的附加值,提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。但是,目前大部分的淀粉類發(fā)泡復(fù)合材料普遍存在一些問題:如相容性及耐水性較差、泡孔分布不均勻、膨脹率及回彈率低等。因此,淀粉類發(fā)泡復(fù)

2、合材料實(shí)際性能尚不如發(fā)泡聚苯乙烯(EPS),限制了其在市場(chǎng)上的推廣應(yīng)用。如果能在上述幾個(gè)方面得到突破,將為淀粉類發(fā)泡復(fù)合材料在市場(chǎng)的應(yīng)用帶來一片曙光。
　　本課題以淀粉和聚乙烯醇為基體,廢紙板纖維為增強(qiáng)體,再輔以相容劑、塑化劑、發(fā)泡劑等加工助劑,利用注塑發(fā)泡法制備了廢紙板纖維/淀粉發(fā)泡復(fù)合材料。首先,探究甘油/尿素對(duì)淀粉的塑化機(jī)理、廢紙板纖維的增強(qiáng)機(jī)理以及乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)對(duì)復(fù)合材料的界面作用機(jī)理,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究上

3、述組分及加工溫度對(duì)熔體流變性能的影響;其次,討論甘油/尿素、廢紙板纖維、發(fā)泡劑及注塑工藝參數(shù)(注塑溫度、注塑壓力、注塑速率)對(duì)發(fā)泡復(fù)合材料的發(fā)泡效果(表觀密度、膨脹率、回彈性、泡孔形態(tài))的影響。
　　結(jié)果表明:(1)當(dāng)甘油與尿素的質(zhì)量比為1:2,且兩者總質(zhì)量為淀粉含量的30％時(shí),TPS塑化效果最佳,且拉伸強(qiáng)度增加了1.5倍;當(dāng)采用濃度為4%的NaOH溶液預(yù)處理的廢紙板纖維含量為30%時(shí),復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值11.4MPa;

4、當(dāng)EAA含量為總量的12%時(shí),可以很好的改善各組分間的界面相容性,且拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值15.4MPa.(2)熔體剪切粘度隨著剪切速率的增加而降低,表現(xiàn)為剪切變稀行為;同一剪切速率,隨著甘油/尿素含量、發(fā)泡劑含量的增加,剪切粘度均降低;隨著廢紙板纖維含量的增加,剪切粘度均升高;隨著溫度的升高,剪切粘度先降低后增加;隨著EAA含量的增加,剪切粘度先增加后降低;(3)回彈率隨著甘油/尿素含量、廢紙板纖維含量、發(fā)泡劑含量的增加,先上升后降低;而

5、表觀密度隨上述各組分含量以及注塑工藝參數(shù)(注塑溫度、注塑壓力、注塑速率)的增加,先降低后升高,而膨脹率先增加后降低;(4)發(fā)泡材料的失重率隨著時(shí)間的推移逐漸增加,甘油/尿素含量為淀粉質(zhì)量的30%,廢紙板纖維含量20%,材料的降解速率最合適;(5)隨著發(fā)泡劑含量的增加,材料的吸水率先增加后減少,水、NH4HCO3、AC/ZnO三種發(fā)泡劑含量分別為3%、2%、3%時(shí)材料的吸水率達(dá)到最大值,分別為69.3%、62.5%、71.8%;(6)當(dāng)甘