疏水性植物纤维改性发泡缓冲材料的制备及其性能研究——以应用于运动鞋底材料为例

发泡材料是当前运动鞋领域常见的鞋底用料之一。为解决传统发泡材料难降解、环保性差等问题,以阔叶木纤维、聚乙烯醇、聚酯等为原材料制备了一种运动鞋发泡缓冲鞋底,并以聚二甲基硅氧烷等材料对该鞋底材料进行疏水改性。针对该材料的综合性能进行试验分析,结果表明:经过疏水性改性后的发泡材料较未改性前的压缩强度从183.36kPa提升至222.97kPa,静态缓冲系数为0.06,动态缓冲系数为20.17,水接触角超过154.1°,是一种极为理想的运动鞋发泡材料。

蔗渣-淀粉发泡缓冲材料的本构方程及有限元仿真

目的研究蔗渣-淀粉发泡缓冲材料的缓冲性能,建立此类缓冲材料的本构方程,方便此类材料的应用。方法对不同密度的蔗渣-淀粉复合材料,在不同湿度和应变率条件下对其进行静态压缩试验,并在Sherwood-Frost本构模型的基础上加以扩展,加入湿度对应变的影响项,建立该复合材料的静态压缩本构方程。根据实验数据,采用Origin拟合的数学方法确定相关系数。以该静态压缩本构方程拟合出的应力-应变曲线作为材料特性载入Abaqus软件中,模拟淀粉-蔗渣纤维发泡缓冲材料并进行静态压缩试验仿真,得到仿真曲线,并与实际试验曲线进行对比。结果仿真实验与实际实验的数据误差较小,整体误差在10%以内。结论建立的静态压缩本构方程可以很好地表征该复合材料的缓冲性能,避免了设计缓冲衬垫时需要大量试验才能得到材料曲线的问题。

阳离子淀粉增强剂对纤维发泡缓冲材料性能的影响

以阳离子淀粉为主体配以一定比例的水性环氧树脂和固化剂作为增强剂,提升植物纤维发泡缓冲材料的强度和回弹性;优化增强剂配比,分析该增强剂对纤维发泡缓冲材料性能的影响。以2.5%的阳离子淀粉溶液和1.5%的水性环氧树脂溶液在一定的配比下,添加适量的固化剂,得到较优的纤维发泡缓冲材料增强剂。植物纤维发泡材料成型选用的是一次发泡成型,成型前添加20%的增强剂,成型后得到的发泡材料的回弹性、应力变化等物理性能提升显著。

植物纤维发泡缓冲材料的应用研究

石油资源紧张、环境保护要求越来越高,植物纤维缓冲包装材料受到了越来越多的重视。本文概述了植物纤维缓冲包装材料与EPS类发泡缓冲包装材料比较原料的资源优势、绿色环保优势,制作理论基础研究,制品的性能特点以及国内外目前的开发利用现状。

淀粉及其衍生物在植物纤维发泡缓冲材料中的应用

植物纤维发泡缓冲材料顺应了低碳生活、绿色环保的要求,但是单纯的植物纤维不足以支撑包装材料的缓冲作用和强度要求。淀粉及其衍生物具有良好的膨胀性能及抗静电性能,作为增强剂、胶黏剂、填充剂克服了聚丙烯酰胺抗静电差的缺点;同时淀粉具有优良的生物降解性能,添加到纤维缓冲材料里面,使用后的废弃物一方面可以回收循环使用,另一方面即使不回收也可以快速的在土壤中自然降解,对土壤基本没有污染。

海带发泡缓冲材料的制备及性能研究

以新鲜海带为原料,经盐酸酸化和NaOH溶液碱处理,利用真空冷冻干燥方法制备海带发泡缓冲材料,并对其结构和性能进行研究。结果表明:海带发泡缓冲材料呈致密的枝化结构,由薄壁构成开孔。当NaOH质量分数为1.1%时,缓冲材料的密度(ρ*)、孔壁材料的密度(ρs)和相对密度(ρ*/ρs)最小,分别为0.0449g/cm3、0.6483g/cm3和0.0693,而缓冲材料的平均孔径、初始弹性模量和压缩吸收能最大,分别为0.4 mm、0.15 MPa和42.38kJ/m3。随着NaOH质量分数的增加,海带发泡缓冲材料的平均孔径减小,ρ*、ρs和ρ*/ρs则增大,初始弹性模量先减小后略微增大,压缩吸收能呈减小趋势。因此当NaOH浓度为1.1%时,海带发泡缓冲材料的静态缓冲性能最好。

混合植物纤维微波发泡缓冲材料的制备工艺研究

为了探究瓦楞废纸混合纤维与秸秆微波发泡缓冲包装材料制备工艺的关键,以秸秆粉末和B型瓦楞废纸板为基材,通过微波发泡研制出了一种新型环保缓冲包装材料。通过秸秆与瓦楞废纸纤维质量比为变量的单因素试验研究,以及对发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)用量、发泡剂碳酸氢铵(NH_4HCO_3)用量、成膜剂聚乙烯醇(PVA)用量3个参数的正交优化试验研究,制备了新型缓冲包装材料。并利用静态压缩试验的方法,对该新型缓冲材料的弹性比能的影响因素进行了分析。结果表明:以秸秆与瓦楞废纸纤维质量比为3/5(秸秆纤维15 g,瓦楞废纸纤维25 g)的原料为主,与约0.5 g的PVA,约3 g的NH_4HCO_3,约1 g的AC进行混合,制成的包装材料的静态压缩缓冲性能较好,且泡孔较均匀。此配方制备的混合植物纤维微波发泡缓冲材料性能优良。

植物纤维发泡缓冲包装材料的检测与评价方法

绿色环保的植物纤维发泡缓冲材料取代来源于石油的EPS类发泡缓冲包装材料是大势所趋,是环保节能的要求。植物纤维发泡缓冲材料的各项理化性能,相关参数是否最恰当、最经济,直接关系到它的应用前景。研究植物纤维发泡缓冲材料的目的是力图做到用最低的包装成本满足产品最必要的保护要求。

木薯渣纤维制备发泡缓冲包装材料的研究

以木薯渣为原料,加入可溶性淀粉、交联剂、催化剂和发泡剂后烘焙发泡,制备了新型植物纤维发泡缓冲材料。分析了木薯渣粒度和胶粘剂、发泡剂、催化剂用量等对发泡缓冲材料静态缓冲特性的影响;通过Statis-tics Analysis System 9.0软件对实验进行了中心组合设计。结果显示最佳发泡条件为:胶粘剂、发泡剂、催化剂添加量分别为2.0,6.0,2.4g;发泡温度为63～68℃,发泡时间为14～17h。

纤维素纤维发泡缓冲包装材料制备工艺初探

初步探索以纤维素纤维为原料,用机械法制备绿色环保的纤维素纤维发泡缓冲包装材料的工艺技术,并且利用压缩试验机对发泡体的缓冲性能进行测试。试验研究了发泡剂、填充物、胶粘剂的用量,以及胶粘剂的配比对发泡体性能的影响。实验表明:明胶∶甲基纤维素∶瓜儿胶为2∶1∶1,发泡剂1.5%,填充物18%,胶粘剂总量15%时,发泡体的密度0.027 g/cm3,回弹性20.5%,而且此时具有较为理想的应力-应变曲线。

纤维素纤维发泡缓冲包装材料概述

环境保护和绿色贸易壁垒对包装材料提出了新的要求,绿色缓冲包装材料受到了越来越高的重视。对纤维素纤维缓冲包装材料原料的资源优势,制作理论基础,产品的性能特点,存在的问题及发展趋势,作了较为全面的论述。

发泡材料缓冲性能表征方法的研究进展

发泡材料在缓冲包装领域的应用十分广泛,研究表征其缓冲性能的方法对于指导缓冲包装设计具有重要意义。本文综述了缓冲曲线、能量吸收率,能量吸收图,应力-能量表征发泡材料缓冲性能的方法。

淀粉/PP基发泡包装材料静态缓冲性能分析

以淀粉/聚丙烯(PP)基发泡缓冲包装材料为研究对象,通过静态压缩试验得到材料的应力-应变曲线和能量吸收图,研究了初始应变率和湿度对该材料静态压缩缓冲性能的影响,构建了基于初始应变率和相对湿度的静态压缩本构模型。结果表明,当静态压缩时,材料的应变率效应较显著。该材料的应力和能量吸收随着初始应变率的增大而增大。当相对湿度为50%,应变为0.6时,随着初始应变率由0.002 s^(-1)增大至0.01、0.017、0.033、0.05 s^(-1),材料的应力分别增大了5.4%、12.51%、20.97%、26.3%,能量吸收分别增大了0.69%、7.18%、12.27%和19.21%。湿度对该材料的影响较大,该材料静态压缩力学性能随着相对湿度的增大显著降低,当初始应变率为0.017 s^(-1),应变为0.6时,随着相对湿度由50%增大至70%、80%、90%,该材料的应力分别下降了7.26%、19.39%和39.42%,能量吸收分别下降了17.93%、25.7%和43.84%。另外,构建了基于初始应变率和湿度的淀粉/PP基发泡材料的静态压缩本构模型,并通过实验进行了验证。对产品缓冲包装设计具有一定的应用价值和理论指导意义。

浅谈纤维素基发泡缓冲包装材料的开发与缓冲性能研究

纤维素基发泡材料是一种可完全降解的绿色环保材料,在缓冲包装领域具有较大的应用潜力。本文论述了纤维素基发泡材料当前的制备方法和缓冲性能研究状况,指出了目前研究存在的问题,阐明了纤维素基缓冲发泡包装。

植物纤维类发泡材料的成型机理及生物发泡方法探讨

根据传统的发泡塑料成型机理,基于以往对于植物纤维类环保型发泡缓冲包装材料研究的基础上,对植物纤维类发泡材料的成型机理进行了分析,提出了一种创新型微生物发泡法生产植物纤维类环保型发泡缓冲包装材料的理论,并对其可行性进行了初步探讨。

农作物秸秆废弃物材料化利用现状及发展

目的针对各类材料制品原材料短缺的现状,探讨高效、清洁利用秸秆废弃物的资源方式。方法对造纸、发泡缓冲材料、人造板材、纳米纤维素、餐饮具及包装容器具等几大类材料进行分析与研究。结论秸秆材料化应用前景广阔,进一步技术创新解决关键性技术问题后有望迎来新的发展机遇;利用秸秆纤维制备纳米纤维素是新兴的高科技产业化发展方向。

发泡聚乙烯振动传递特性关系研究

目的 研究使用常用设计变量快速获取发泡聚乙烯振动传递率-频率曲线最大峰值处频率以及振动传递率的方法,降低缓冲材料测试表征工作量。方法 首先设计等静应力实验,并通过理论分析和有限元仿真分析2种方法分别进行分析,明确变量,进而设计正交实验,在此基础上使用准牛顿法+通用全局优化法进行了公式拟合。结果 等静应力实验结果显示,不同砝码重量与接触面积组合利用有限元仿真分析所得峰值对应频率不变,但是峰值对应传递率会发生变化。砝码重量、砝码与缓冲材料接触面积以及缓冲材料厚度作为变量分别与频率、振动传递率拟合后的R2为0.996、0.951。结论 静应力不能单独作为振动传递率-频率曲线变化的影响因素。需要选择砝码重量、砝码与缓冲材料接触面积以及缓冲材料厚度3个因素作为振动传递率-频率曲线变化影响因素。这3个因素与峰值对应的频率以及振动传递率有较为明显的潜在规律。拟合所得公式可以提高设计效率,减少缓冲材料测试的工作量。

秸秆纤维在材料领域的研究进展

我国每年所产生的秸秆量数量巨大,但秸秆在材料领域内的有效利用率相对较低,针对这一现状,本文叙述了秸秆纤维在材料领域应用的研究进展。分别对秸秆纤维制备建筑材料、发泡缓冲包装材料、刨花板、秸秆/热塑性塑料复合材料及3D打印复合材料等几类复合材料进行介绍。分析了存在的难点,进一步解决制备过程中的关键性问题,为秸秆纤维在材料领域的发展利用带来新机遇。