本文關鍵詞：海帶發(fā)泡緩沖材料研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在運輸和流通過程中，合理的緩沖包裝有利于減小機械振動等外界各種因素對產品產生的影響。目前，應用最廣泛的緩沖材料是石油基的泡沫塑料，然而石油資源日益匱乏，泡沫塑料難以降解。因此，開發(fā)一種可降解、可再生的緩沖材料成為近年來研究的熱點。生物質材料因來源廣泛、可再生，成為應用前景最廣泛的可降解材料之一。海帶（laminariajaponica）量大、獲取方便、成本低廉，是我國最重要、產量最高的栽培類藻類，是典型的第三代生物質。海帶含有豐富的海藻酸鹽，與鈉離子結合形成海藻酸鈉。海藻酸鈉具有良好的膠黏性、乳化性、保形性和穩(wěn)定性，還具有形成纖維和薄膜能力，易同蛋白質、淀粉等共溶。 本文采用真空冷凍干燥（又稱冷凍干燥），利用海帶中豐富的海藻酸鹽與鈉離子結合形成海藻酸鈉，在不添加任何發(fā)泡助劑條件下制備海帶發(fā)泡緩沖材料（laminaria japonicafoamed cushioning material，LFCM）。實驗結果發(fā)現(xiàn)：NaOH溶液處理的海帶發(fā)泡緩沖材料（LFCMh）呈致密的枝化結構，由薄壁構成開孔。隨著NaOH溶液濃度的增加，LFCMh的強度降低，變得易坍塌易碎；孔徑分布范圍由寬變窄，平均孔徑逐漸減�。痪彌_材料的密度（ρ*）逐漸增大，而孔隙率（θ）則反之；壓縮吸收能減小，，初始彈性模量呈先減小后增大的趨勢，初始彈性模量和壓縮吸收能最大值分別為0.15MPa和42.38kJ/m3。 使用NaOH溶液對海帶進行處理可以得到海藻酸鈉，使海帶變成粘稠的膠體。但NaOH溶液的堿性較強，對海藻酸鈉的影響較大，易使其解聚。從而使LFCMh的強度降低，變得易坍塌易碎，多孔結構很難保持。而Na2CO3溶液的堿性較弱，不僅可以處理海帶后得到一定量的海藻酸鈉，而且可避免海藻酸鈉的降解過于劇烈。Na2CO3溶液處理的海帶發(fā)泡緩沖材料（LFCMc）未發(fā)生坍塌。隨著Na2CO3溶液濃度的增加，多孔結構更明顯和致密；孔徑分布范圍由寬變窄，平均孔徑逐漸減小，LFCMc比LFCMh的孔徑分布范圍更廣，平均孔徑稍大。ρ*呈增大趨勢，θ則減小，LFCMc比LFCMh的ρ*變化幅度小，LFCMc的θ較高，都在90%以上；初始彈性模量和壓縮吸收能都逐漸增大，初始彈性模量和壓縮吸收能最大值分別為0.627MPa和329.81kJ/m3，LFCMc比LFCMh的壓縮吸收能要大。相比較而言，LFCMc比LFCMh的多孔結構更明顯更牢固、θ更大、靜態(tài)緩沖性能更好。 結合LFCMc靜態(tài)緩沖性能的研究和分析，再基于交錯立方體模型，本文構建了LFCM的力學本構關系模型，最后采用實驗數據進行了擬合曲線。該模型綜合考慮了材料受x1和x2方向的力相互作用，反映了真空冷凍干燥制備的材料在線彈性、平臺屈服和密實化階段的靜態(tài)緩沖性能，可以較為方便地預測材料在不同取向下的靜態(tài)緩沖性能與孔單元尺寸的關系。
【關鍵詞】：海帶 真空冷凍干燥 枝化結構 開孔結構 力學本構關系模型
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ914.2;TB485.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 引言11
• 1.2 生物質材料11-12
• 1.3 海帶的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 海帶及其性能特點12-13
• 1.3.2 海帶的應用13-14
• 1.4 緩沖材料制備方法14-15
• 1.5 真空冷凍干燥的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.5.1 真空冷凍干燥15-17
• 1.5.1.1 冷凍階段16
• 1.5.1.2 一次干燥16-17
• 1.5.1.3 二次干燥17
• 1.5.2 真空冷凍干燥的應用17-18
• 1.6 課題研究的提出18-20
• 1.6.1 研究目的及意義18
• 1.6.2 研究方法及內容18-20
• 第2章 NaOH 溶液處理海帶發(fā)泡緩沖材料（LFCM_h）的制備及性能研究20-33
• 2.1 引言20
• 2.2 實驗部分20-24
• 2.2.1 實驗材料與設備20-21
• 2.2.2 實驗步驟21-22
• 2.2.2.1 海帶預處理21-22
• 2.2.2.2 真空冷凍干燥22
• 2.2.3 測試與表征22-24
• 2.2.3.1 流變特性22
• 2.2.3.2 結構與形貌22
• 2.2.3.3 孔徑及孔徑分布22-23
• 2.2.3.4 密度和孔隙率23
• 2.2.3.5 靜態(tài)緩沖性能23-24
• 2.3 結果與討論24-31
• 2.3.1 流變特性24-25
• 2.3.2 結構與形貌25-27
• 2.3.3 孔徑及孔徑分布27-28
• 2.3.4 密度和孔隙率28-29
• 2.3.5 靜態(tài)緩沖性能29-31
• 2.4 本章小結31-33
• 第3章 Na_2CO_3溶液處理海帶發(fā)泡緩沖材料（LFCMc）的制備及性能研究33-44
• 3.1 引言33
• 3.2 實驗部分33-35
• 3.2.1 實驗材料與設備33-34
• 3.2.2 實驗步驟34
• 3.2.3 測試及表征34-35
• 3.2.3.1 流變特性34
• 3.2.3.2 FT-IR34
• 3.2.3.3 結構與形貌34
• 3.2.3.4 孔徑及孔徑分布34-35
• 3.2.3.5 密度和孔隙率35
• 3.2.3.6 靜態(tài)緩沖性能35
• 3.3 結果與討論35-43
• 3.3.1 流變特性35-36
• 3.3.2 FT-IR36-37
• 3.3.3 形貌與結構37-39
• 3.3.4 孔徑及孔徑分布39-40
• 3.3.5 密度和孔隙率40-41
• 3.3.6 靜態(tài)緩沖性能41-43
• 3.4 本章小結43-44
• 第4章 海帶發(fā)泡緩沖材料（LFCM）模型的建立44-53
• 4.1 引言44
• 4.2 線彈性階段44-49
• 4.2.1 x_1方向46-47
• 4.2.2 x_2方向47-48
• 4.2.3 LFCM 的本構關系模型構建48-49
• 4.3 平臺屈服階段49-51
• 4.3.1 x_1方向49-50
• 4.3.2 x_2方向50-51
• 4.3.3 LFCM 的本構關系模型構建51
• 4.4 密實化階段51-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第5章 總結與展望53-55
• 5.1 總結53-54
• 5.2 展望54-55
• 參考文獻55-60
• 攻讀碩士期間的研究成果60-61
• 致謝6

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  本文關鍵詞：海帶發(fā)泡緩沖材料研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：430323