[發明專利]一種竹纖維梯度密度發泡緩沖包裝材料

有效

• 申請號: 201911321664.7
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111019194B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 鄂玉萍;雷芝燁;趙月圓;孫俊軍;黃煜琪;王召霞
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學;浙江大勝達包裝股份有限公司
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L97/02;C08J9/08
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 孫華

本發明公開了一種竹纖維梯度密度發泡緩沖包裝材料，其原料組份及重量比為：竹纖維3?7克，淀粉5?15克，碳酸氫銨3?7克，丙三醇0?7毫升，水7.5?22.5毫升；所述發泡緩沖包裝材料沿厚度方向至少包含三層分層，所述各分層的材料密度沿厚度方向呈梯度變化；所述各分層內部竹纖維之間具有均勻而密集的孔洞結構；所述竹纖維為竹漿纖維原料置于鼓風干燥箱中烘干，然后使用粉碎機對所述竹漿纖維原料進行粉碎處理，再置于氫氧化鈉溶液中浸泡后清洗至中性，室溫下干燥制得。本發明加工成本低廉，在要求兼具低密度、高機械性能和低成本的設計中有較多的應用。

技術領域

本發明屬于可降解包裝材料及多孔復合材料制備技術領域，具體涉及一種竹纖維發泡緩沖包裝材料，特別是一種竹纖維梯度密度發泡緩沖包裝材料。

背景技術

泡沫塑料普遍應用帶來的白色污染和石油匱乏正日益受到社會廣泛關注，開發新型可降解綠色包裝材料成為當前的研究熱點。淀粉和植物纖維都是可降解材料研究和應用的重要原料。以天然淀粉或改性淀粉為基體，添加發泡劑/發泡助劑及其他助劑制備的發泡材料，存在材料表面粗糙、膨脹率低、回彈性差等問題，通過添加各種增強纖維制備的纖維/淀粉發泡復合材料可以克服上述缺陷，目前國內外學者已經對采用玉米秸稈、廢紙纖維、蔗渣、黃麻/亞麻纖維、雜交狼尾草、中藥殘渣等為原料制備各種淀粉/纖維復合發泡緩沖材料的配方、工藝及性能進行了研究。竹纖維是植物纖維中的一大類，可作為增強體系制備發泡緩沖材料。CN109734987已經公開了一種竹纖維微孔發泡材料及其制造方法。

但是在這種方法中，制備和研究的竹纖維發泡緩沖材料都是均一密度的，側重研究材料整體密度對性能的影響。近些年，隨著功能梯度概念的出現，研究已經發現如果材料的某個要素(組成、結構)沿厚度方向由一側向另一側呈連續梯度變化時，材料的性質和功能也會呈現出梯度變化。而且發現由于發泡體密度的梯度分布，使其性能優于均一密度發泡材料，并且加工成本低廉，在要求兼具低密度、高機械性能和低成本的設計中有較多的應用。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

本發明的目的在于提供一種竹纖維梯度密度發泡緩沖包裝材料，該包裝材料的密度沿厚度方向由一側向另一側呈連續梯度變化，從而重量更輕，性質和功能優于均一密度發泡材料。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種竹纖維梯度密度發泡緩沖包裝材料，其原料組份及重量比為：竹纖維3-7克，淀粉5-15克，碳酸氫銨3-7克，丙三醇0-7毫升，水7.5-22.5毫升；

所述竹纖維梯度密度發泡緩沖包裝材料內部分為三層，相鄰兩層的材料密度各不相同，且內部竹纖維之間具有大量均勻而密集的孔洞結構；

所述竹纖維為竹漿纖維原料置于鼓風干燥箱中烘干，然后使用粉碎機對所述竹漿纖維原料進行粉碎處理，再置于氫氧化鈉溶液中浸泡后清洗至中性，室溫下干燥制得。

優選的是，原料組份及重量比分別為：竹纖維3克，淀粉6克，碳酸氫銨2-4克，丙三醇3毫升，水9毫升。

優選的是，其中所述鼓風干燥箱的烘干溫度為75℃，烘干時間為2小時。

優選的是，其中所述粉碎機的轉速為25000轉/分鐘，粉碎時間為20秒。

優選的是，其中所述氫氧化鈉溶液的質量分數為7％，浸泡時間為2小時。

優選的是，其中所述淀粉為小麥淀粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉、木薯淀粉的一種或任意幾種的混合物。

本發明至少包括以下有益效果：由于采用來源更為廣泛的竹纖維為主要原料，使用無機發泡劑、利用簡單工藝制備出的具有梯度密度的竹纖維發泡緩沖材料，其力學性能和能量吸收性能優于傳統的均一密度竹纖維發泡緩沖材料，而且還可根據實際需要設計梯度密度和構型，實現力學性能的定制。加工成本低廉，在要求兼具低密度、高機械性能和低成本的設計中有較多的應用。