秸秆材料在缓冲包装中的应用

2016-09-03创新者尚大智

中国科技信息 2016年10期

创新者：黄力尚大智张丽

秸秆材料在缓冲包装中的应用

创新者：黄力尚大智张丽

随着人们环保意识的增强，用于包装的缓冲材料也越来越强调环境保护性。另一方面，由于焚烧农作物秸秆材料所造成的空气污染是每年环境部门检测的重点，这促使人们思考能否将农作物秸秆制成缓冲包装材料，既利用了秸秆材料避免了焚烧污染，又提高了缓冲材料的环保性。通过研究表明，利用秸秆材料制作缓冲包装材料是可行的，研制出的缓冲材料能够满足缓冲包装的要求。

为保护产品在运输和流通过程不受振动或冲击影响而发生破坏，我们常用缓冲材料做衬垫来保护产品。目前，常用的缓冲材料有发泡聚苯乙烯（EPS）、发泡聚乙烯（EPE）、气泡衬垫、纸质缓冲材料等。由于EPS具有压缩强度高、易成型、成本低、质量轻等优点，在缓冲包装中得到广泛应用。但EPS不易降解，难以回收处理，会造成“白色污染”，所以研究替代EPS材料的可降解环保缓冲材料是目前研究的热点。

常用缓冲包装材料

泡沫塑料

泡沫塑料是以高分子树脂如聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）等为原料，采用发泡技术而制成的具有无数孔隙的包装缓冲材料。其中，EPS的高压缩强度、隔音、隔热、易成型、成本低、质量轻等优点，使之广泛应用在工业产品、大型家电、医疗器械等产品的缓冲包装中。

纸质缓冲材料

纸质缓冲材料有纸浆模塑制品、蜂窝纸板、瓦楞纸板等。纸浆模塑制品是以回收的废纸为原料，经过重新制浆、模压成型、最后干燥而成为包装制品。由于100%是回收再利用纸浆制成的，可回收再生，可降解，是替代木材的新型包装材料，主要用于鸡蛋、玻璃制品、精密仪器等产品的缓冲包装。蜂窝纸板是根据蜂巢结构原理制作的，具有质轻、价廉、强度高、可回收的特点，目前格力、海尔、海信等企业都开始采用蜂窝纸板做缓冲衬垫保护产品。

秸秆缓冲材料

秸秆是许多农作物成熟收获后剩下的茎叶，主要有玉米、小麦、水稻、高粱等来源。我国每年大约可产生7亿吨秸秆，其综合利用成为关键问题。目前，我国已在秸秆饲料、秸秆培育食用菌、秸秆燃料、秸秆乙醇等方面进行了深入研究，并已投入使用，但在推广应用方面仍然存在许多问题。在环保包装方面，可以对秸秆等植物纤维材料采用发泡技术来制成缓冲材料。国外发达国家主要利用水蒸气发泡，这种发泡技术工艺难度较大，成本较高，我国多采用化学发泡剂进行发泡。

秸秆缓冲包装材料的研制

试验材料

基本材料：玉米秸秆粉（60目）、食用淀粉

增容处理剂：氢氧化钠（Na（OH）2）

润滑剂：丙三醇（甘油）

加固添加剂：碳酸钙（GaCO3）

防潮剂：聚乙烯醇（PVA）

增塑剂：水

发泡剂：碳酸氢钠（NaHCO3）

试验设备仪器

破碎机、烘箱、电子秤、烧杯、玻璃棒、磁力搅拌机、恒温恒湿箱等。

工艺过程

用秸秆粉碎后作为原料与淀粉混合，添加水、发泡剂和添加剂，经搅拌均匀，烘箱加热、发泡、干燥，即可制成秸秆缓冲包装材料。其工艺流程图如图 1 所示。具体步骤如下：

图1　工艺流程图

（1）配制防潮剂，按聚乙烯醇：水的重量=3：40配制。配制防潮剂的温度控制在 70～100℃之间，制成后冷却至室温。防潮剂的制法：用烧杯盛放3g的聚乙烯醇（PVA）与 40g 的水混合，将烧杯放入磁力搅拌机，边加热边搅拌。温度达到80℃时，保温，继续搅拌至聚乙烯醇溶完全解于水，然后停止加热，冷却至室温。注意：（Ⅰ）在冷却时段，要不停的搅拌，防止冷却过程中出现新的不溶解物颗粒状固体；（Ⅱ）防潮剂放置时间不同，其性能所产生效果也不相同。

（2）将配制好的防潮剂倒入秸秆粉碎物和淀粉，混合搅拌均匀，加入碳酸钙和丙三醇混合。

（3）加入发泡剂，搅拌均匀，放入纸杯中。

（4）将纸杯放入烘箱，温度设定在180℃，直到烘干，取出后脱模。

（5）所制成的样品在恒温恒湿箱中放置48h，即制成秸秆缓冲包装材料试样。