本文關(guān)鍵詞：魔芋葡甘聚糖緩沖包裝材料的制備與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會的發(fā)展,在我們生活中各類產(chǎn)品的流通越來越頻繁,緩沖包裝在運輸過程中起著重要的作用。目前,應(yīng)用最廣泛的緩沖包裝材料是低密度發(fā)泡聚苯乙烯,然而低密度發(fā)泡聚苯乙烯難以降解。因此,開發(fā)一種具有天然可降解特性的緩沖包裝材料,以替代目前應(yīng)用廣泛的低密度發(fā)泡聚苯乙烯,具有巨大的意義。魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan簡稱KGM)是魔芋的主要成分,不僅資源豐富,而且具有可降解性。其水溶液具有凝膠性,具備加工成為緩沖包裝材料的條件。本文以魔芋葡甘聚糖為原料,采用冷凍干燥法制備一種新型的可生物降解的緩沖包裝材料。研究KGM緩沖包裝材料的結(jié)構(gòu)和緩沖性能,并分析KGM濃度、冷凍溫度、冷凍時間變化對KGM緩沖包裝材料的密度、孔隙率、孔徑等的影響,及其對靜態(tài)壓縮性能和回彈性能的影響。最后根據(jù)KGM緩沖包裝材料的微觀結(jié)構(gòu)建立部件模型,應(yīng)用有限元軟件ABAQUS/Standard對KGM緩沖包裝材料的靜態(tài)壓縮過程進行模擬研究。模擬結(jié)果與實驗結(jié)果大致相同,說明有限元模擬方法的合理性和可行性,從而可以利用有限元模擬來代替實驗,縮短實驗周期,節(jié)約研究費用。主要包括如下研究結(jié)果:(1)隨著KGM濃度的增加,KGM緩沖包裝材料孔隙率降低、回彈性降低,但孔徑、彈性模量和屈服應(yīng)力增大,同時材料的密實化階段有所提前。(2)隨著冷凍溫度降低,緩沖包裝材料孔隙率降低、孔徑降低,但彈性模量和屈服應(yīng)力增大,同時材料的密實化階段有所提前,回彈率也升高。隨著冷凍時間的的延長,緩沖包裝材料孔隙率增大,孔徑增大,但彈性模量和屈服應(yīng)力降低,回彈率也略有降低。(3)KGM濃度為3%,冷凍溫度為-20℃,冷凍時間為12h的緩沖包裝材料,取得的最小的緩沖系數(shù)為2.79時,其靜應(yīng)力最大為0.156Mpa,能量吸收性能與低密度發(fā)泡聚苯乙烯相近,具有進一步生產(chǎn)應(yīng)用的潛能。(4)有限元模擬的壓縮過程與實際狀況相符,模擬結(jié)果也與實驗結(jié)果大致相同,整個壓縮過程都包括了三個階段:彈性階段、屈服階段和密實化階段。隨著材料孔隙率降低,彈性模量和屈服應(yīng)力增大,同時材料的密實化階段有所提前;隨著緩沖包裝材料孔徑增大,彈性模量和屈服應(yīng)力略有降低,同時材料的密實化階段有所推遲。
【關(guān)鍵詞】：魔芋葡甘聚糖 緩沖包裝材料 冷凍干燥法 有限元
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB484
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 魔芋葡甘聚糖概述10-12
• 1.2.1 魔芋葡甘聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)10-11
• 1.2.2 魔芋葡甘聚糖的凝膠特性11
• 1.2.3 魔芋葡甘聚糖的流變性11-12
• 1.2.4 魔芋葡甘聚糖的應(yīng)用12
• 1.3 緩沖包裝材料的制備方法12
• 1.4 冷凍干燥技術(shù)12-16
• 1.4.1 冷凍過程13-14
• 1.4.2 一次干燥14-15
• 1.4.3 二次干燥15
• 1.4.4 冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用15-16
• 1.5 課題研究的提出16-18
• 1.5.1 研究目的及意義16
• 1.5.2 研究方法及內(nèi)容16-18
• 第2章 KGM緩沖包裝材料的制備與性能18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 實驗部分18-22
• 2.2.1 實驗材料與設(shè)備18-19
• 2.2.2 實驗步驟19
• 2.2.3 測試與表征19-20
• 2.2.4 數(shù)據(jù)處理方法20-22
• 2.3 結(jié)果與討論22-28
• 2.3.1 表觀密度和孔隙率22
• 2.3.2 結(jié)構(gòu)與形貌22-24
• 2.3.3 孔徑24
• 2.3.4 靜態(tài)壓縮24-25
• 2.3.5 能量吸收25-26
• 2.3.6 回彈性能26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 冷凍條件對KGM緩沖包裝材料性能的影響29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 實驗部分29-30
• 3.2.1 實驗材料與設(shè)備29-30
• 3.2.2 實驗步驟30
• 3.2.3 測試及表征30
• 3.3 結(jié)果與討論30-40
• 3.3.1 冷凍溫度的影響30-36
• 3.3.2 冷凍時間的影響36-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 KGM緩沖包裝材料靜態(tài)壓縮性能的有限元模擬42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 有限元模型的建立42-46
• 4.2.1 KGM緩沖包裝材料部件模型的建立42-44
• 4.2.2KGM緩沖包裝材料屬性的定義44-45
• 4.2.3 其他設(shè)定45-46
• 4.3 有限元模型模擬結(jié)果分析46-49
• 4.3.1 模擬靜態(tài)壓縮變形過程分析46-47
• 4.3.2 靜態(tài)壓縮結(jié)果對比47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 總結(jié)與展望50-52
• 5.1 總結(jié)50-51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻52-57
• 攻讀碩士期間的研究成果57-58
• 致謝58

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