魔芋葡甘聚糖緩沖包裝材料的制備與性能研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，在我們生活中各類產(chǎn)品的流通越來越頻繁，緩沖包裝在運輸過程中起著重要的作用。目前，應用最廣泛的緩沖包裝材料是低密度發(fā)泡聚苯乙烯，然而低密度發(fā)泡聚苯乙烯難以降解。因此，開發(fā)一種具有天然可降解特性的緩沖包裝材料，以替代目前應用廣泛的低密度發(fā)泡聚苯乙烯，具有巨大的意義。魔芋葡甘聚糖（Konjac glucomannan簡稱KGM）是魔芋的主要成分，不僅資源豐富，而且具有可降解性。其水溶液具有凝膠性，具備加工成為緩沖包裝材料的條件

2、。
　　本文以魔芋葡甘聚糖為原料，采用冷凍干燥法制備一種新型的可生物降解的緩沖包裝材料。研究KGM緩沖包裝材料的結構和緩沖性能，并分析KGM濃度、冷凍溫度、冷凍時間變化對KGM緩沖包裝材料的密度、孔隙率、孔徑等的影響，及其對靜態(tài)壓縮性能和回彈性能的影響。最后根據(jù)KGM緩沖包裝材料的微觀結構建立部件模型，應用有限元軟件ABAQUS/Standard對KGM緩沖包裝材料的靜態(tài)壓縮過程進行模擬研究。模擬結果與實驗結果大致相同，說明有限元

3、模擬方法的合理性和可行性，從而可以利用有限元模擬來代替實驗，縮短實驗周期，節(jié)約研究費用。主要包括如下研究結果：
　　(1)隨著KGM濃度的增加，KGM緩沖包裝材料孔隙率降低、回彈性降低，但孔徑、彈性模量和屈服應力增大，同時材料的密實化階段有所提前。
　　(2)隨著冷凍溫度降低，緩沖包裝材料孔隙率降低、孔徑降低，但彈性模量和屈服應力增大，同時材料的密實化階段有所提前，回彈率也升高。隨著冷凍時間的的延長，緩沖包裝材料孔隙率增大，

4、孔徑增大，但彈性模量和屈服應力降低，回彈率也略有降低。
　　(3)KGM濃度為3％，冷凍溫度為-20℃，冷凍時間為12h的緩沖包裝材料，取得的最小的緩沖系數(shù)為2.79時，其靜應力最大為0.156Mpa，能量吸收性能與低密度發(fā)泡聚苯乙烯相近，具有進一步生產(chǎn)應用的潛能。
　　(4)有限元模擬的壓縮過程與實際狀況相符，模擬結果也與實驗結果大致相同，整個壓縮過程都包括了三個階段：彈性階段、屈服階段和密實化階段。隨著材料孔隙率降低，彈