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食品塑料托盘

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食品塑料托盘流变性能的理论和实验研究陈金洲、李新发、艾国山、牛明军、李文江(郑州大学材料工程学院,郑州45052,河南)我研究了研制的食品塑料托盘的流变性能,分析和讨论了淀粉的种类  增塑剂、其他添加剂和熔化温度对食品塑料托盘流变性能的影响

基金项目:河南省科技研究项目,获3项省级科技进步奖

淀粉作为一种生物高分子材料,具有资源丰富、物价低廉和可在生的优点。  与聚丙烯、聚乙烯等传统普通塑料相比,更符合现代环保的要求。  因此,淀粉降解塑料的研究受到了广泛关注  淀粉塑料种类繁多,其中食品塑料托盘可以完全生物降解,从长远来看具有很大的发展潜力。

食品塑料托盘以淀粉为主要原料,添加少量添加剂制成  国内外进行了大量相关研究,并试用了几种产品,分别是不同含水量玉米淀粉塑料熔体的剪切应力和表观粘度随剪切速率的变化曲线。  从图中可以看出,随着剪切速率的增加,剪切应力增加,表观粘度降低。此外,随着含水量的增加,熔体的表观粘度和剪切应力降低。  结果表明,水对淀粉塑料有明显的塑化效果。  指出在加工过程中,水是59.5: 30: 10: 0.5。每条曲线的温度为:不同润滑剂含量的玉米淀粉塑料的流变曲线  可以看出,润滑剂的加入降低了熔体的表观粘度其流动性。  这可能是由于润滑剂中长链柔性亚甲基的增塑作用,从而降低了系统的粘性。  另外,添加润滑剂后,不仅降低了熔体流动阻力,而且减轻了产品的颜色,脱模性能。  结果表明,所研究系统中使用的润滑剂还起到热稳定剂和脱模剂的作用。

2.5温度影响可以看出,热塑性玉米淀粉的流变性质强烈依赖于温度变化  随着温度的升高,熔体的表观粘度降低,这符合聚合物熔体流动的体积原理,熔体易于流动。  此外,在较低的温度下(例如130℃和140℃),表观粘度的幅度随着剪切速率(下一页8)而减小,具有不同密度应力-应变曲线的应变e/2 PS泡沫上升得更快。

用一种方法从缓冲材料的应力-应变曲线不难看出,不同密度和厚度的缓冲材料的应力和应变在10~50的应变范围内基本呈线性

4.5中美缓冲材料静态压缩特性对比(MIL 304)4 . 5 . 1聚氨酯泡沫与收缩应力应变曲线静态压缩特性对比见0。从图中可以清楚地看出,美国生产的聚氨酯泡沫静态压缩应力应变曲线与美国生产的聚氨酯泡沫非常相似(密度为0.035克cm3,应力应变曲线见)。因此,美国生产的聚氨酯泡沫的静态压缩特性与美国生产的聚氨酯泡沫基本相同。

4.5.2将聚乙烯泡沫的静态压缩特性与图1所示的收缩应力-应变曲线进行比较,国产聚乙烯泡沫的密度为0.028克cm3,静态压缩应力-应变曲线如图2所示。从两条曲线的比较来看,当应变小于35时,美国曲线低于国内曲线,当应变在35和55之间时,两条曲线重合。当应变大于55时

与美国生产的聚苯乙烯泡沫的密度相比,泡沫的静态压缩特性为0.02480-3。两种国产聚苯乙烯泡沫的应力应变曲线显示了静态压缩应力应变曲线。两图应力应变曲线的比较表明,当应变小于10时,曲线特征基本相同,当应变在10~60范围内时,应力变化不大,曲线趋于平缓。在此应变范围内,国产聚苯乙烯泡沫的应力变化大于美国曲线。当应变大于60时,两种聚苯乙烯泡沫的曲线特征接近相同。一般来说,国产聚苯乙烯泡沫的静态压缩特性与美国不同,但仍相对相似。

4通过比较国产缓冲材料与美国(MIL-HDBK-304)的静态压缩特性,可以看出国产缓冲材料的静态压缩特性与美国缓冲材料非常接近,但目前国产缓冲材料的稳定性大于(以上第3页)  这可能是由于少量淀粉颗粒在低温下仍未完全熔化,但随着温度的进一步升高,在淀粉结晶完全熔化后,温度的升高对表观粘度几乎没有影响。  当成型温度在140 ~ 150℃之间时,成型产品的表面外观和塑化效果好,这也刚刚证明。

3结论淀粉塑化体系熔体的流变行为随淀粉类型、增塑剂(水)、润滑剂含量和温度等因素而变化。

当剪切速率小于15(1)时,表观粘度随剪切速率的增加而降低;当剪切速率大于1500秒时,表观粘度几乎不受剪切速率的影响。  由于淀粉本身存在大量亲水基团(羟基),其产品的耐水性较差,尤其是在潮湿环境中,力学性能尤其下降,因此需要进一步研究淀粉塑料的耐水性。

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