论文部分内容阅读
本研究以柑橘皮渣为原料,将柑橘皮渣与玉米淀粉混合,经熔融挤出,制备复合发泡材料。首先,由探索性试验对原料配比及工艺参数进行摸索,在材料成型的基础上,设计响应面试验进行挤出工艺优化,筛选出具有较好发泡效果和一定压缩性能的材料成型工艺配方。然后通过柑橘皮渣/淀粉基材料中添加纳米蒙脱土材料,对复合发泡材料进行纳米改性,进一步提高复合发泡材料的压缩强度。最后,本研究模拟现实降解环境,设计土埋试验,分析制备得到的柑橘皮渣/淀粉基纳米复合发泡材料的降解性能。全文主要得出如下结论:1、柑橘皮渣与玉米淀粉混合挤出可以制备得到具有泡孔结构的复合发泡材料,且柑橘皮渣的添加量对制备的复合发泡材料的结构和性能均产生了一定的影响,材料的表观密度和压缩强度随柑橘皮渣含量的增加呈逐渐降低趋势。当柑橘皮渣添加量为30%时,所制备得到的复合材料半径膨胀率最大,呈现较好的发泡效果。2、综合考虑所制备材料的发泡效果和压缩强度,由软件得出柑橘皮渣/淀粉基复合发泡材料的最佳工艺优化参数为,皮渣30%,甘油30%,水分35%。在此条件下得到的材料其表观密度为0.942g/cm3,膨胀率为287.82%,压缩强度为210.58KPa。3、纳米蒙脱土的添加对复合材料的性能具有较大影响,适量的纳米添加量不仅能够增强复合材料的压缩强度,而且提高了柑橘皮渣/淀粉基复合材料的发泡效果,其中3%含量的纳米处理组材料具有最大的膨胀率,且呈现丰富的泡孔结构。但过多的纳米添加量会降低材料的相容性,不利于复合材料的挤出成型。5%和7%纳米处理组材料在挤出过程中颜色较深,糊化严重,对材料的发泡效果和压缩强度均产生了不利的影响。4、土埋试验发现制备的柑橘皮渣/淀粉基纳米复合发泡材料具有非常好的降解性能,土埋3天其降解程度可到70%。且该复合发泡材料在降解过程中提高了堆肥土壤的pH值,表明制备的复合发泡材料不仅具有优良的降解性能,而且在降解过程中具备增加土壤肥力的潜力。综上所述,柑橘皮渣/淀粉基复合发泡材料的制备具有一定的可行性,且得到的材料具有较好的发泡效果。而3%纳米蒙脱土对柑橘皮渣/淀粉基复合发泡材料的改性又进一步提高了材料的压缩性能和膨胀率。此外,该复合发泡材料具有非常好的降解性能。由此可见,本研究制备的柑橘皮渣/淀粉基复合发泡材料在代替传统塑料包装材料,保护环境方面具有很大的发展前景。