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废纸纤维包装材料加工工艺研究

作　者: 胡英华
导　师: 康勇刚
学　校: 天津科技大学
专　业: 印刷工程
关键词: 纸浆纤维淀粉铸压成型工艺重载包装
分类号: TB484.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

以废纸纤维为主要原料、玉米淀粉为辅料,通过模压成型的方法,利用玉米淀粉糊化后在废纸纤维中的助流作用,研究使纸纤维-淀粉混合物在热压条件下制成可用于承受重载荷包装材料的工艺条件与性能。在对5种废纸纤维--淀粉材料混合工艺方法的实验研究中,通过纤维疏解方式及与淀粉的混合方式对及试样性能抗拉强度的影响分析,调整材料混配比例、制样条件等加工过程,选择了适宜的工艺条件和方法,并由此确定了两种可行的加工废纸基材料的工艺；一种是以1%浓度打浆方式疏解纤维并控制含水量后,向65%水含量的纸浆中加入淀粉糊的方法进行物料混合的方法,另一种是向浓度为1%经打浆后的浆液中加入原淀粉,使淀粉与纤维混合均匀后,使部分淀粉均匀地截留在纤维表面、从而获得纤维—淀粉的均匀混合。为了确定留在废纸纤维中的淀粉含量,以两种纤维(即瓦楞纸纤维和新闻纸纤维)及其5种不同混配比例,实验分析淀粉在纤维中的截留量,确定了不同纤维组合条件下投入淀粉与纤维中被截留淀粉之间的关系式。对以上两种可行工艺,试验研究了不同淀粉含量、不同纤维配比在模压成型工艺条件下对样品力学性能的影响,确定了当使用废纸纤维截留淀粉的工艺、瓦楞纸纤维和新闻纸纤维为1：3时,试样的力学强度关系。通过对截留淀粉工艺中成型工艺的研究,得到了不同模压温度、不同模压压力与材料力学性能之间的关系,为实际中的生产应用提供了相关的依据。实验研究了淀粉含量、水分含量对纤维一淀粉混合物料的流动性能的影响,确定了一定压力、温度条件下纤维—淀粉混合物料流动性能的实验值,并验证了在此条件下压铸成型的可行性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-9
1 前言  9-26
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 废纸产品的研究状况  10-13
    1.2.1 纸浆模制品  10-11
    1.2.2 废纸纤维/淀粉发泡材料  11-12
    1.2.3 废纸与塑料的复合材料  12
    1.2.4 蜂窝纸板的工艺及研究现状  12-13
    1.2.5 瓦楞纸板的工艺及研究现状  13
  1.3 植物纤维材料的研究现状  13-15
  1.4 存在的问题与发展趋势  15-17
    1.4.1 存在的问题  15-17
    1.4.2 发展趋势  17
  1.5 纤维原料的特性及疏解方法  17-20
    1.5.1 纤维生物构造  17-19
    1.5.2 废纸纤维的物理特性  19
    1.5.3 纤维的疏解方法  19-20
  1.6 淀粉  20-21
    1.6.1 淀粉的结构特点  20-21
    1.6.2 淀粉在过量水分下的糊化机理  21
    1.6.3 糊化淀粉的流动特性  21
  1.7 物料流动性能的检测方式  21-23
  1.8 材料的成型方法  23-24
  1.9 纤维、淀粉复合材料的结合机理  24-25
  1.10 研究内容与研究意义  25-26
    1.10.1 研究内容  25
    1.10.2 研究意义  25-26
2 材料与实验方法  26-44
  2.1 实验材料  26-28
    2.1.1 废旧瓦楞纸板  26
    2.1.2 废弃新闻纸  26-27
    2.1.3 玉米淀粉  27-28
  2.2 实验药品和仪器  28-31
    2.2.1 实验药品  28
    2.2.2 实验仪器  28-29
    2.2.3 自制模具  29-31
  2.3 实验方法  31-34
    2.3.1 淀粉糊化  32
    2.3.2 半固态压铸成型  32-33
    2.3.3 工艺参数的设定  33-34
  2.4 工艺过程  34-42
    2.4.1 试样制备  34-36
    2.4.2 确定两种可行的工艺  36-37
    2.4.3 纤维配比与淀粉截留量实验  37-38
    2.4.4 淀粉含量实验  38-39
    2.4.5 纤维配比实验  39-40
    2.4.6 成型压力实验  40-41
    2.4.7 温度变化影响实验  41
    2.4.8 淀粉含量与物料流动性关系  41-42
    2.4.9 不同水分含量时物料流动性的实验  42
  2.5 性能测试与分析方法  42-44
    2.5.1 力学性能测试  42
    2.5.2 流变分析  42-43
    2.5.3 反光偏光显微镜分析  43
    2.5.4 普通透射显微镜分析  43-44
3 结果与分析  44-60
  3.1 工艺方式的影响  44-49
    3.1.1 纤维疏解方式及与淀粉的混合方式的影响  44-48
    3.1.2 淀粉添加方式的影响  48-49
    3.1.3 淀粉混合方式的影响  49
  3.2 不同纤维配比的淀粉截留量的关系  49-50
  3.3 不同淀粉含量对样品力学性能的影响  50-54
  3.4 不同纤维配比对样品力学性能的影响  54-57
  3.5 成型压力对材料性能的影响  57
  3.6 温度对材料性能的影响  57-58
  3.7 淀粉含量对物料流动性能的影响  58-59
  3.8 水份含量对物料流动性能的影响  59-60
4 结论  60-62
  4.1 实验结论  60
  4.2 创新  60-62
5 展望  62-63
6 参考文献  63-70
7 硕士期间发表论文情况  70-71
8 致谢  71

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