本發明屬于包裝材料技術領域,具體涉及一種植物纖維多孔緩沖包裝材料及其制備方法。
背景技術:
植物纖維作為自然界中儲量較豐富的天然高分子材料,主要來源于自然生長的植物,具有密度小、力學性能較高、可降解、可再生、可循環利用和環境友好等特性。按照來源,植物纖維可分為韌皮纖維(如亞麻纖維、黃麻纖維、苧麻纖維、大麻纖維等),種子纖維(如棉纖維、椰纖維等),葉纖維(如劍麻纖維等),莖桿類纖維(如木纖維,竹纖維以及草莖纖維等)。其中,木纖維、麻纖維和草纖維的應用最為廣泛。
緩沖包裝是以緩和沖擊為目的的包裝,在所有包裝形式中,緩沖包裝所占的比例最大,而在緩沖包裝材料領域,我國主要以泡沫塑料為主。泡沫塑料雖然具有質輕等優點,但是其在自然條件下很難降解,加劇了白色污染,因此,合理開發利用自然資源,實現包裝材料的綠色發展、創新發展和循環發展是當前的首要任務。
技術實現要素:
解決的技術問題:本發明的目的是提供一種植物纖維多孔緩沖包裝材料及其制備方法。
技術方案:一種植物纖維多孔緩沖包裝材料,原料以重量份計包括:秸稈20-30份,植物淀粉3-6份,聚乙烯醇1-2份,海藻酸鈉0.5-1.5份,檸檬酸0.3-0.9份,發泡劑2-5份,滑石粉1-4份,碳酸鈣2-5份,硼砂2-6份,增塑劑1-4份,聚乳酸1-3份,液體石蠟2-6份。
所述的植物淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉、大米淀粉、甘薯淀粉中的一種或者幾種。
所述發泡劑為碳酸銨、碳酸氫銨或碳酸氫鈉中的一種或幾種。
所述增塑劑為乙二醇、丙三醇、山梨醇或季戊四醇中的一種或幾種。
上述植物纖維多孔緩沖包裝材料的制備方法,包括以下步驟:
步驟1,將秸稈曬干、破碎后置于5-10倍重量的氫氧化鈉溶液中浸泡,過濾除去堿水,得到濕粉;
步驟2,將淀粉加至2-3倍重量的水中,加熱至50-60℃,攪拌30-40min,加入聚乙烯醇、海藻酸鈉和檸檬酸,升溫至80-90℃,攪拌2-3h,冷卻,得到基體膠黏劑;
步驟3,將步驟1所得濕粉、步驟2所得基體膠黏劑、發泡劑、滑石粉、碳酸鈣、硼砂、增塑劑、聚乳酸、液體石蠟混合,熱壓加熱至105℃,保持5-10min,再升溫至155℃保持12-16min,冷卻,即得。
步驟1中秸稈粉碎后的大小在5mm。
所述氫氧化鈉水溶液的濃度為2-5wt.%。
步驟1中浸泡溫度為50-70℃。
有益效果:本發明以秸稈為主要原料,將淀粉和聚乙烯醇混合制成基體膠黏劑,添加發泡劑制成可降解的緩沖包裝材料,該材料在使用后可實現天然降解,為緩沖包裝領域提供了一種泡沫塑料的替代產品,對環境無污染無危害。
具體實施方式
實施例1
一種植物纖維多孔緩沖包裝材料,原料以重量份計包括:秸稈20份,植物淀粉3份,聚乙烯醇1份,海藻酸鈉0.5份,檸檬酸0.3份,發泡劑2份,滑石粉1份,碳酸鈣2份,硼砂2份,增塑劑1份,聚乳酸1份,液體石蠟2份。
所述的植物淀粉為玉米淀粉;所述發泡劑為碳酸銨;所述增塑劑為乙二醇。
上述植物纖維多孔緩沖包裝材料的制備方法,包括以下步驟:
步驟1,將秸稈曬干、破碎后置于5倍重量的5wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡,過濾除去堿水,得到濕粉;
步驟2,將淀粉加至2倍重量的水中,加熱至50℃,攪拌40min,加入聚乙烯醇、海藻酸鈉和檸檬酸,升溫至80℃,攪拌3h,冷卻,得到基體膠黏劑;
步驟3,將步驟1所得濕粉、步驟2所得基體膠黏劑、發泡劑、滑石粉、碳酸鈣、硼砂、增塑劑、聚乳酸、液體石蠟混合,熱壓加熱至105℃,保持5-10min,再升溫至155℃保持12-16min,冷卻,即得。
步驟1中秸稈粉碎后的大小在5mm,步驟1中浸泡溫度為50℃。
所得緩沖包裝材料的密度為0.235g/cm3,抗壓強度為0.78mpa,回彈率為83.5%,緩沖性能良好。
實施例2
一種植物纖維多孔緩沖包裝材料,原料以重量份計包括:秸稈24份,植物淀粉4份,聚乙烯醇1.6份,海藻酸鈉0.8份,檸檬酸0.5份,發泡劑3份,滑石粉2份,碳酸鈣4份,硼砂5份,增塑劑2份,聚乳酸2份,液體石蠟3份。
所述的植物淀粉為小麥淀粉;所述發泡劑為碳酸氫銨;所述增塑劑為山梨醇。
上述植物纖維多孔緩沖包裝材料的制備方法,包括以下步驟:
步驟1,將秸稈曬干、破碎后置于7倍重量的4wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡,過濾除去堿水,得到濕粉;
步驟2,將淀粉加至2倍重量的水中,加熱至50℃,攪拌30min,加入聚乙烯醇、海藻酸鈉和檸檬酸,升溫至90℃,攪拌3h,冷卻,得到基體膠黏劑;
步驟3,將步驟1所得濕粉、步驟2所得基體膠黏劑、發泡劑、滑石粉、碳酸鈣、硼砂、增塑劑、聚乳酸、液體石蠟混合,熱壓加熱至105℃,保持5-10min,再升溫至155℃保持12-16min,冷卻,即得。
步驟1中秸稈粉碎后的大小在5mm,步驟1中浸泡溫度為60℃。
所得緩沖包裝材料的密度為0.218g/cm3,抗壓強度為0.74mpa,回彈率為82.3%,緩沖性能良好。
實施例3
一種植物纖維多孔緩沖包裝材料,原料以重量份計包括:秸稈28份,植物淀粉5份,聚乙烯醇1.8份,海藻酸鈉0.9份,檸檬酸0.8份,發泡劑4份,滑石粉3份,碳酸鈣4份,硼砂5份,增塑劑3份,聚乳酸2份,液體石蠟5份。
所述的植物淀粉為玉米淀粉和甘薯淀粉按重量比1:1組成的混合物;所述發泡劑為碳酸氫鈉;所述增塑劑為乙二醇和季戊四醇按重量比1:2組成的混合物。
上述植物纖維多孔緩沖包裝材料的制備方法,包括以下步驟:
步驟1,將秸稈曬干、破碎后置于5倍重量的5wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡,過濾除去堿水,得到濕粉;
步驟2,將淀粉加至2倍重量的水中,加熱至50℃,攪拌40min,加入聚乙烯醇、海藻酸鈉和檸檬酸,升溫至80℃,攪拌3h,冷卻,得到基體膠黏劑;
步驟3,將步驟1所得濕粉、步驟2所得基體膠黏劑、發泡劑、滑石粉、碳酸鈣、硼砂、增塑劑、聚乳酸、液體石蠟混合,熱壓加熱至105℃,保持5-10min,再升溫至155℃保持12-16min,冷卻,即得。
步驟1中秸稈粉碎后的大小在5mm,步驟1中浸泡溫度為70℃。
所得緩沖包裝材料的密度為0.241g/cm3,抗壓強度為0.83mpa,回彈率為84.7%,緩沖性能良好。
實施例4
一種植物纖維多孔緩沖包裝材料,原料以重量份計包括:秸稈30份,植物淀粉6份,聚乙烯醇2份,海藻酸鈉1.5份,檸檬酸0.9份,發泡劑5份,滑石粉4份,碳酸鈣5份,硼砂6份,增塑劑4份,聚乳酸3份,液體石蠟6份。
所述的植物淀粉為小麥淀粉和大米淀粉按重量比2:3組成的混合物;所述發泡劑為碳酸氫銨和碳酸氫銨按1:1組成的混合物;所述增塑劑為丙三醇和山梨醇按1:1組成的混合物。
上述植物纖維多孔緩沖包裝材料的制備方法,包括以下步驟:
步驟1,將秸稈曬干、破碎后置于10倍重量的3wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡,過濾除去堿水,得到濕粉;
步驟2,將淀粉加至3倍重量的水中,加熱至60℃,攪拌30min,加入聚乙烯醇、海藻酸鈉和檸檬酸,升溫至90℃,攪拌2h,冷卻,得到基體膠黏劑;
步驟3,將步驟1所得濕粉、步驟2所得基體膠黏劑、發泡劑、滑石粉、碳酸鈣、硼砂、增塑劑、聚乳酸、液體石蠟混合,熱壓加熱至105℃,保持5-10min,再升溫至155℃保持12-16min,冷卻,即得。
步驟1中秸稈粉碎后的大小在5mm,步驟1中浸泡溫度為60℃。
所得緩沖包裝材料的密度為0.237g/cm3,抗壓強度為0.83mpa,回彈率為81.7%,緩沖性能良好。