废弃羊毛短纤维可降解包装材料的研制

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目前全世界每年都有数以千万吨计的羊毛因为各种原因被遗弃,是数量最大的废弃蛋白质纤维资源。废弃羊毛对地球所造成的负担很大,会造成很多环境问题,但这些废弃羊毛拥有和普通羊毛相似的性能,完全可以再利用。因此,本课题以废弃羊毛为主要原料研制可降解的包装材料,对废弃羊毛纤维悬浮液的分散性和悬浮液分散表征方法进行了研究,得出了废弃羊毛纤维悬浮液分散的最佳工艺参数;对废弃羊毛湿法非织造包装材料的产品方案进行研究,通过不同方案下产品的性能比较获得最优产品方案;对废弃羊毛湿法非织造包装材料的加工工艺进行研究和探讨,确定合理的工艺流程与参数。最后通过湿法技术制备废弃羊毛湿法非织造包装材料,对其进行一系列的性能测试,得出以下结论:1)制备废弃羊毛湿法非织造包装材料的工艺流程为纤维原料→悬浮液的制备→成型→烘燥→热压粘合→产品。2)对纤维悬浮液照片进行图像分析可以表征悬浮液的分散情况,图像法表征的纤维分散结果与传统的分散度法表征结果具有很好的相关性,它们之间的皮尔逊相关系数达到-0.802,表明图像处理技术表征纤维悬浮液的分散情况具有较高的可信度,可以应用于湿法非织造工艺中纤维悬浮液分散性的表征。3)通过正交分析得出,利用废弃羊毛纤维制备可降解湿法非织造包装材料合适的产品方案为:废弃羊毛/木浆纤维/PLA纤维比例为60/20/20,纤维长度5mm,纤维悬浮液最佳工艺为纤维浓度3g/L,CPAM浓度1.5%,CTAB浓度2%,p H值选择范围3-4之间。4)合适的热压工艺可以使PLA纤维充分熔融,并把其它纤维良好地粘合在一起,热压工艺对产品的力学性能影响很大,通过正交试验得出,影响产品力学性能的因素大小关系为热压隔距>热压温度>热压时间。最佳的热压粘合工艺方案为:热压温度为130℃,热压时间为3min,热压隔距为0.3mm。5)本课题研制的废弃羊毛湿法非织造包装材料具有很好的降解性能,可完全自然降解,在室外自然环境下埋入土中大约35天后可以完全降解。6)经过各项性能测试表明本课题研制的废弃羊毛湿法非织造包装材料具有良好的综合性能,符合日常用包装材料的使用要求,并且在自然环境下可降解。
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