文档名：剪切增稠液增强高发泡率废纸缓冲材料的制备及性能
摘要：随着经济的快速增长和人们环保意识的不断增强,植物纤维类环保型发泡缓冲材料逐渐成为研究热点.为改善植物纤维发泡材料发泡率低、缓冲吸能效果差等问题,本研究设计半密闭型发泡模具,成功制备了具有高发泡率和优异吸能性的废纸缓冲材料并对制备工艺进行了优化.结果表明:使用质量分数为0.5％的氢氧化钠溶液预处理废纸浆,不仅可以有效去除废纸中的杂质,而且能在不降低纤维长度的情况下对废纸纤维进行适当改性,有利于提高废纸缓冲材料的发泡率和整体性能.以正交优化试验研究原料配比对废纸缓冲材料性能的影响,并据此确定了最优配方.通过设计全新半密闭型发泡模具,成功制备高发泡率的废纸缓冲材料,其膨胀率相较传统制备方式提高了3～4倍.本研究首次引入剪切增稠液(STF)增强废纸纤维,考察了STF含量对废纸缓冲材料力学性能、发泡倍率和回弹性能的影响,分析了STF对废纸缓冲材料的增强机理.结果表明:STF能够提高单根废纸纤维的强度并增强纤维之间的连结,从而提升缓冲材料吸能性,且随着STF含量的增加,材料的吸能性逐渐增强,发泡率逐渐降低,当STF含量为10％(质量分数,下同)时,STF增强废纸缓冲材料的综合性能达到最优.
Abstract：Withtherapideconomicgrowthandcontinuousenhancementofpeople'sawarenessofenvironmentalprotection,eco-friendlyplantfiber-basedfoaminabuffermaterialshavearaduallvbecomearesearchfocus.Inordertoimprovesomedrawbacksofplantfiber-basedfoamingbuffermaterials,includinglowfoamingratio,weakenergyabsorption,andsoon,thisstudydesignedasemi-closedfoamingmoldandsuccess-fullypreparedbuffermaterialswithhighfoamingratioandexcellentenergyabsorption,andthepreparationtechnologywasoptimized.Theresultsindicatedthattheimpuritiesinthewastepaperareeffectivelyremoved,andthewastepaperfiberscanbemodifiedwithoutreducingthefiberlengthbyusing0.5％sodiumhydroxidesolution,whichisbeneficialtoimprovethefoamingratioandcomprehensiveperformanceofwastepaperfoamingbuffermaterials.Theoptimalformulaandtheeffectoftheweightoftherawmaterialscompositiononthecharacteristicsofwastepaperfoamingbuffermaterialswereanalyzedthroughtheorthogonaltest.Thewastepaperfoamingbuffermaterialswithahighfoamingratioweresuc-cessfullypreparedbyanewlydesignedsemi-closedfoamingmoldinthiswork.Itsexpansionratioisincreasedby3-4timescomparedwiththetraditionalmethod.Thisstudyfirstintroducedshearthickeningfluid(STF)asanenhancertoenhancethestrengthofwastepaperfiber,andtheinfluenceofthecontentofSTFonmechanicalproperties,foamingratio,andtheresilienceperformanceofwastepaperfoamingbufferingmate-rialsweresystematicallyinvestigated.AndthereinforcementmechanismofSTFonwastepaperfoamingbufferingmaterialswasalsoanalyzed.TheresultsrevealthattheSTFcanenhancethestrengthofwastepaperfibersandstrengthentheconnectionbetweenfibers,whichcanimprovetheenergyabsorptionofthebuffermaterials.AndwiththeincreaseoftheSTFcontent,theenergyabsorptionofthebuffermaterialgraduallyen-hancedandthefoamingratioofthebuffermaterialsgraduallydecreased.ThecomprehensiveperformanceofSTF-reinforcedwastepaperfoa-mingbuffermaterialsisoptimalwhenthecontentofSTFis10％.
作者：张斌 陶文轩 裴爽 任子铭 潘政 苟进胜 Author：ZHANGBin TAOWenxuan PEIShuang RENZiming PANZheng GOUJinsheng
作者单位：北京林业大学材料科学与技术学院,木材科学与工程北京市重点实验室,北京100083中国林业科学院林产化学工业研究所,南京210042
刊名：材料导报
Journal：MaterialsReports
年，卷(期)：2024, 38(1)
分类号：TB484
关键词：废纸纤维 剪切增稠液 缓冲包装材料 高发泡率
Keywords：wastepaperfiber shearthickeningfluid bufferpackagingmaterial highfoamingratio
机标分类号：TB484TS653.929TB322
在线出版日期：2024年3月19日
基金项目：剪切增稠液增强高发泡率废纸缓冲材料的制备及性能[
期刊论文] 材料导报--2024, 38(1)张斌 陶文轩 裴爽 任子铭 潘政 苟进胜随着经济的快速增长和人们环保意识的不断增强,植物纤维类环保型发泡缓冲材料逐渐成为研究热点.为改善植物纤维发泡材料发泡率低、缓冲吸能效果差等问题,本研究设计半密闭型发泡模具,成功制备了具有高发泡率和优异吸能性...参考文献和引证文献
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