1、一次性成型新型防水抗壓隔熱紙板復(fù)合材料與成型技術(shù)可行性報(bào)告一、立項(xiàng)依據(jù)本項(xiàng)目將傳統(tǒng)的瓦楞紙板、 蜂窩紙板材料與自行研發(fā)的可全降解性的， 具有 優(yōu)異的抗壓緩沖性、 防潮防水且隔熱性的發(fā)泡材料進(jìn)行多層復(fù)合， 并采用自制的 具備優(yōu)異粘合效果的專用淀粉膠為粘合劑， 得到一種新型環(huán)保紙板材料。 該新型 復(fù)合紙板相對(duì)于傳統(tǒng)瓦楞紙板和蜂窩紙板具有明顯優(yōu)越的抗壓性、 回彈性、防水 防潮和隔熱性。 同時(shí)， 本項(xiàng)目將自行研發(fā)生產(chǎn)該復(fù)合材料的成型設(shè)備， 在傳統(tǒng)瓦 楞紙板、蜂窩紙板生產(chǎn)設(shè)備上改進(jìn)并增加同步多層共擠輔助成型設(shè)備， 實(shí)現(xiàn)材料 一次性成型，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。本項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)的突破、將會(huì)開拓紙板行 業(yè)的新領(lǐng)

2、域， 綜合提高紙板的性能， 為商品提供更好的包裝防護(hù)， 有利于環(huán)保產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展與傳統(tǒng)紙板行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。（一）項(xiàng)目的目的及意義1、項(xiàng)目背景隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷進(jìn)步和人們生活水平的普遍提高 ,商品包裝產(chǎn)業(yè)獲 得了快速的發(fā)展并正在成為研究的熱點(diǎn)。 近年來(lái)， 我國(guó)包裝產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展， 包裝 業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)迅速， 2012 年達(dá)到 12000 億元，已成為世界上第二個(gè)包裝大國(guó)。紙包裝產(chǎn)品在各種包裝制品總量中占 40% 左右，且其產(chǎn)量每年以大約 15% 的速度在遞增。 紙包裝容器之所以能夠得到如此快速的發(fā)展， 是因?yàn)榧埌b容器 具有重量輕、成本低、節(jié)省資源、便于回收、運(yùn)輸方便、機(jī)械加工性能好、能適 應(yīng)機(jī)械化

3、大生產(chǎn)、易于印刷、使用時(shí)無(wú)害無(wú)毒、包裝廢棄物容易處理等優(yōu)點(diǎn)。在 商品流通領(lǐng)域里，不論是用于運(yùn)輸包裝的瓦楞紙箱，還是用于銷售包裝的紙盒、 紙袋或是以紙板為基材的復(fù)合包裝材料， 都居各種包裝材料之首。 紙制包裝容器 在現(xiàn)代化包裝領(lǐng)域中占有極為重要的地位。 據(jù)報(bào)導(dǎo)，世界發(fā)達(dá)國(guó)家紙制包裝容器 的產(chǎn)值在包裝工業(yè)總產(chǎn)值中所占的比例約為 50% ，日本占53.4% ，美國(guó)占49.1% ， 我國(guó)僅為 36.7% 。紙和紙板的消費(fèi)水平是衡量國(guó)家現(xiàn)代化水平和文明程度的重要標(biāo)志。 隨著我 國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 紙制品產(chǎn)品迅速增長(zhǎng)， 為我國(guó)造紙工業(yè)發(fā)展提供了廣闊 市場(chǎng)。 2003 年中國(guó)造紙工業(yè)增長(zhǎng) 17% ，20

4、04 年增長(zhǎng)幅度達(dá)到 20% 。入世以來(lái)， 瓦楞紙箱、紙盒、紙袋和印刷工業(yè)的迅猛發(fā)展，加上外貿(mào)進(jìn)口貿(mào)易迅速擴(kuò)大，直 接拉動(dòng)了紙產(chǎn)品需求的增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到 2010 年，我國(guó)紙漿需求量將由 2003 年的 3500萬(wàn)噸增加到 6500萬(wàn)噸 ；紙及紙板需求量將由 2003 年的4800 萬(wàn)噸增加到 7000萬(wàn)噸 ；紙制品需求量將由 2003年的1700萬(wàn)噸增加到 3000萬(wàn)噸。瓦楞紙箱 是用瓦楞紙板制成的包裝運(yùn)輸紙箱， 是一種十分優(yōu)良的包裝材料， 是必不可少的 包裝容器，它具有輕便、牢固、保護(hù)商品的作用，便于裝卸運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，被廣泛 應(yīng)用于家用電器、紡織品、食品等運(yùn)輸包裝。隨著商品市場(chǎng)的發(fā)展，紙箱包裝數(shù)

5、 量逐年遞增，就上海紙箱業(yè)十年中每年以 30 的速度遞增。目前國(guó)內(nèi)紙箱銷售 以迅猛速度增長(zhǎng) 1996年紙箱銷售量達(dá) 80億平方米， 2000年增長(zhǎng)到 125億平 方米，2002 年產(chǎn)量已達(dá) 148 億平方米?？梢约埓?、 以紙代塑，加上紙材料可以 回收利用， 是綠色包裝材料， 因而受到重視環(huán)保的現(xiàn)代社會(huì)的青睞， 具有良好的 發(fā)展前景。 紙箱工業(yè)的發(fā)展必然帶動(dòng)紙業(yè)和機(jī)械制造業(yè)以及輔料工業(yè)的發(fā)展。 從 這個(gè)角度分析，瓦楞原紙、機(jī)械制造還需加快步伐，緊緊跟上滾動(dòng)式發(fā)展。在紙板生產(chǎn)與運(yùn)用中， 主要包括瓦楞紙板與蜂窩紙板兩種。 其中，在中國(guó)紙 品消費(fèi)高速增長(zhǎng)的20002010年，瓦楞原紙的消費(fèi)年均增幅近

6、30%，居第一位。 2010年，高強(qiáng)度瓦楞原紙不僅消費(fèi)量增長(zhǎng) 1 5.8% （在主要紙品增幅居第二位） ， 達(dá)到545萬(wàn)噸，而且成為紙品消費(fèi)增長(zhǎng)快于產(chǎn)量增長(zhǎng)的少數(shù)品種之一。瓦楞紙箱 是用瓦楞紙板制成的包裝運(yùn)輸紙箱， 是一種十分優(yōu)良的包裝材料， 是必不可少的 包裝容器，它具有輕便、牢固、保護(hù)商品的作用，便于裝卸運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，被廣泛 應(yīng)用于家用電器、紡織品、食品等運(yùn)輸包裝。高強(qiáng)度瓦楞原紙消費(fèi)需求增長(zhǎng)快， 從市場(chǎng)方面來(lái)看，瓦楞原紙正在向低定量、高強(qiáng)度、全規(guī)格方向發(fā)展，高中強(qiáng)度 瓦楞原紙需求量較大，且價(jià)格趨升。但目前來(lái)看，國(guó)產(chǎn)傳統(tǒng)型瓦楞紙板的強(qiáng)度、 功能化仍不能達(dá)到高檔包裝的要求， 尤其運(yùn)用承載商品重量

7、大， 保存或運(yùn)輸條件 不規(guī)范的情況下，很容易損壞并對(duì)商品造成影響。蜂窩紙板是近年來(lái)興起的新型紙板材料，它以質(zhì)輕、價(jià)廉、強(qiáng)度高、可回收 等特性深受市場(chǎng)歡迎，特別是荷蘭、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，已成為具有 節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境的一種新型綠色包裝。 蜂窩紙板包裝箱是中國(guó)出口商品的 理想包裝。它的推廣應(yīng)用， 一方面可降低商品在流通過(guò)程中的破損率； 另一方面， 取代木箱，利于環(huán)保。蜂窩紙板主要具有以下優(yōu)勢(shì)： (修改)(1) 質(zhì)輕、用料少、成本低。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)與其他各種板材結(jié)構(gòu)相比，具有 最大的強(qiáng)度 /質(zhì)量比，因而其制成品的性能 / 價(jià)格比好，這是蜂窩紙板成功的關(guān)鍵。(2) 高強(qiáng)度，表面平整，不易變形。

8、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)近似各向同性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性好，不易變形，其突出的抗壓能力和抗彎能力是箱式包裝材料需要的最重要的 特性。(3) 抗沖擊性、緩沖性好。蜂窩紙板由柔性的紙芯和面紙做成，具有較好的 韌性和回彈性， 獨(dú)特的蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)提供了優(yōu)異的緩沖性能， 在所有的緩沖材料 中具有更高的單位體積能量吸收值，高厚度的蜂窩紙板可替代現(xiàn)己大量使用的 EPS塑料泡沫緩沖墊。(4) 吸聲、隔熱。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)內(nèi)部為封閉的小室，其中充滿空氣，因此具 有很好的隔聲保溫性能。(5) 無(wú)污染，符合現(xiàn)代環(huán)保潮流。蜂窩紙板全部由可循環(huán)再生的紙材制作， 使用后可以百分之百地回收再利用?？偟膩?lái)說(shuō)，雖然蜂窩紙板因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具備了比瓦楞紙

9、板優(yōu)異的抗壓性能， 但由于其紙板的特性，其防水、隔熱性仍較差，長(zhǎng)期使用易發(fā)霉、變形，紙板較 軟易產(chǎn)生下壓下陷， 且在高強(qiáng)度應(yīng)用時(shí)仍顯不足。 如能在結(jié)合瓦楞紙板及蜂窩紙 板優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上， 改善其缺陷， 得到一種具有更優(yōu)異性能， 尤其是可針對(duì)包裝要 求對(duì)性能進(jìn)行調(diào)整的新型紙板材料，一方面可以提升紙板包裝材料的整體性能， 更對(duì)相關(guān)企業(yè)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級(jí)找到了新的領(lǐng)域與方向， 具有重要的社會(huì)與經(jīng)濟(jì) 意義。2、項(xiàng)目的必要性(經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益)本項(xiàng)目在傳統(tǒng)瓦楞紙板、 蜂窩紙板基礎(chǔ)上通過(guò)復(fù)合自行研發(fā)的具有可降解性 的具有良好抗壓、防潮防水、隔熱性的泡沫材料進(jìn)行多層復(fù)合。同時(shí)，配合自行 研發(fā)的有針對(duì)性及優(yōu)異

10、粘合效果的新型淀粉膠為粘合劑， 得到的新型紙板復(fù)合材 料擁有非常優(yōu)異的綜合性能，相對(duì)傳統(tǒng)紙板，具有明顯優(yōu)越的抗壓、防水防潮、 隔熱性和緩沖性。同時(shí)，該復(fù)合紙板可根據(jù)運(yùn)用要求，對(duì)性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，還可通 過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)瓦楞和蜂窩紙板配合使用， 具有非常強(qiáng)的實(shí)用性。 而成型設(shè)備 也為自行研發(fā)，在傳統(tǒng)的瓦楞紙板、 蜂窩紙板生產(chǎn)設(shè)備上改進(jìn)并增加同步多層共 擠輔助成型設(shè)備，實(shí)現(xiàn)材料一次性成型，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。保證了該復(fù)合 材料產(chǎn)業(yè)化的順利實(shí)施。本項(xiàng)目具有以下社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：（1）本項(xiàng)目將推進(jìn)環(huán)保型紙板材料的性能優(yōu)化并開拓紙板材料的運(yùn)用領(lǐng)域。多 年以來(lái)，紙板材料一直作為包裝領(lǐng)域的主力軍，但由于其來(lái)源（紙

11、漿）本身的分 子結(jié)構(gòu)特性，導(dǎo)致無(wú)法直接提高其性能，只能通過(guò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如瓦楞紙板、蜂 窩紙板，通過(guò)對(duì)應(yīng)力的分散來(lái)實(shí)現(xiàn)性能的提高。 而在成本一定的空間內(nèi)， 蜂窩紙 板結(jié)構(gòu)已經(jīng)是一種較理想的應(yīng)力分散結(jié)構(gòu)， 無(wú)法再通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到紙板性能的 質(zhì)的提高。這一瓶頸已存在多年， 一直無(wú)法突破。 而本項(xiàng)目采用一種特殊的降解 發(fā)泡材料與之復(fù)合， 有效地提高了瓦楞紙板、 蜂窩紙板的綜合性能如防潮性、 隔 熱性，尤其是緩沖性能， 而這將極大地開拓瓦楞紙板的應(yīng)用領(lǐng)域， 可運(yùn)用于對(duì)性 能有更高要求的緩沖和包裝領(lǐng)域， 將會(huì)為傳統(tǒng)的紙板生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)新的機(jī)遇， 也 將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。（2）本項(xiàng)目所用緩沖材料為以淀粉、纖

12、維等為主的生物基材料，屬于農(nóng)產(chǎn)品廢 物利用和資源綜合再生利用范疇， 可提升農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值， 利于農(nóng)業(yè)發(fā)展， 促進(jìn) 節(jié)材代木工作， 同時(shí)也有利于包裝廢棄物的回收利用， 有利于森林資源和環(huán)境的 保護(hù)。所用植物纖維和淀粉為可再生資源， 其單位價(jià)格遠(yuǎn)比傳統(tǒng)塑料低， 平均成 本隨產(chǎn)量的遞增而降低。 植物纖維原料， 是自然界中豐富的有機(jī)原料， 其品種眾 多，如谷殼、桔稈、草纖維和木材加工廢棄物等。我國(guó)是生產(chǎn)稻谷的大國(guó)，每年 廢棄的谷殼超過(guò) 5億噸，秸稈約 6億噸以上，而木材加工的廢棄物也在 3000 萬(wàn)噸 以上。對(duì)于淀粉原料，國(guó)內(nèi)外多年來(lái)庫(kù)存數(shù)量巨大，我國(guó)近年來(lái)也大量壓庫(kù)，因 此急需開拓利用， 同時(shí)也需要

13、提高其附加值來(lái)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 毋庸置疑， 此復(fù)合 材料將是處理廢棄農(nóng)作物和提升淀粉農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有效途徑，利于農(nóng)業(yè)發(fā) 展，符合產(chǎn)業(yè)政策并享受優(yōu)惠政策。（3）本項(xiàng)目的開發(fā)無(wú)需重新大規(guī)模改造原有的瓦楞紙板與蜂窩紙板生產(chǎn)設(shè)備， 而只需要在此基礎(chǔ)上附加設(shè)備， 還選擇性同步或非同步生產(chǎn)， 設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)， 節(jié) 能環(huán)保，具有很強(qiáng)適應(yīng)性和實(shí)用性，這也將為紙板產(chǎn)品的設(shè)備升級(jí)提供新途徑。（二）、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1 、 行業(yè)發(fā)展技術(shù)現(xiàn)狀 （修改）瓦楞紙板是一種應(yīng)用廣泛的以紙代木的板材 , 特別是用于商品包裝。 按照瓦 楞的形狀可分為 U、v 、U v 形瓦楞。按照瓦楞層截面的結(jié)構(gòu)可分為 A 、B 、C、

14、D、 E 五種瓦楞紙板。按照瓦楞層數(shù)的多少還可分為一層、雙層、三層、五層、 七層紙板 （即三重瓦楞紙板 ）。瓦楞紙板的主要特點(diǎn)是 :（1）用瓦楞紙板制成的瓦楞紙箱 , 通常是以折疊或平鋪的形式來(lái)運(yùn)送的 , 搬運(yùn)方便 , 提高了運(yùn)輸效率 , 節(jié)省了存儲(chǔ)空間。（2）瓦楞紙板包裝箱的制作成本低 , 而且節(jié)省材料。（3）強(qiáng)度高、緩沖性能好 , 可以避免被包裝的商品受到碰撞和沖擊 , 特別 適合機(jī)械、機(jī)電等重型產(chǎn)品的運(yùn)輸包裝。（4）瓦楞紙箱的生產(chǎn)可在高度機(jī)械化與自動(dòng)化、高效率的設(shè)備上進(jìn)行 , 工 作效率高。蜂窩紙板是根據(jù)自然界蜂巢結(jié)構(gòu)原理制作的 , 它是把瓦楞原紙用膠粘結(jié)法 連接成無(wú)數(shù)個(gè)空心立體正六邊形

15、 ,形成一個(gè)整體的受力件一一紙芯 , 并在其兩面 粘合面紙而成的一種新型夾層結(jié)構(gòu)的環(huán)保節(jié)能材料。蜂窩紙板的主要特點(diǎn)是 :（1）質(zhì)輕、用料少、成本低。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)與其他各種板材結(jié)構(gòu)相比 , 具 有最大的強(qiáng)度 /質(zhì)量比, 因而其制成品的性能 /價(jià)格比好 , 這是蜂窩紙板成功的關(guān) 鍵。（2）高強(qiáng)度, 表面平整 , 不易變形。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)近似各向同性 , 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性好, 不易變形 , 其突出的抗壓能力和抗彎能力是箱式包裝材料需要的最重要的 特性。（3）抗沖擊性、緩沖性好。蜂窩紙板由柔性的紙芯和面紙做成 , 具有較好 的韌性和回彈性 , 獨(dú)特的蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)提供了優(yōu)異的緩沖性能 , 在所有的緩沖材 料中

16、具有更高的單位體積能 , 吸收值 , 高厚度的蜂窩紙板可替代現(xiàn)己代替使用的 EPS 塑料泡沫緩沖墊。（4）吸聲、 隔熱。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)內(nèi)部為封閉的小室 , 其中充滿空氣 , 因此具 有很好的隔聲保溫性能。（5）無(wú)污染 , 符合現(xiàn)代環(huán)保潮流。蜂窩紙板全部由可循環(huán)再生的紙材制作 , 使用后可以百分之百地回收再利用。瓦楞紙箱生產(chǎn)過(guò)程中的廢品及邊角余料也可模切后進(jìn)行粘合 , 制成各種形 狀的蜂窩狀瓦楞紙板緩沖襯墊 , 即使棄之不用 ,也可被大自然降解、吸收 , 是很好 的綠色環(huán)保包裝材料。 在歐美國(guó)家 , 由我國(guó)進(jìn)口的商品所據(jù)用的木材包裝必須經(jīng) 過(guò)熏蒸處理 , 而蜂窩紙板作為一種新型的環(huán)保材料 , 能充

17、分滿足歐美等國(guó)對(duì)從我 國(guó)進(jìn)口商品的包裝要求。但目前的紙板材料問(wèn)題也非常明顯：（1）瓦楞紙板性能提高已近極限，在力學(xué)性能，如緩沖性，防潮性等均較 差，瓦楞規(guī)格基本定型，針對(duì)不同的瓦楞紙板要求 , 選擇合適的瓦型 , 這已成為 通用的常識(shí)。（2）瓦楞紙箱的制作已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。自從英國(guó)人發(fā)明瓦楞以來(lái) , 瓦楞 紙箱的生產(chǎn)由原來(lái)的手工原始制作發(fā)展到自動(dòng)化生產(chǎn) , 生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)和款式 都已經(jīng)完全滿足市場(chǎng)用戶對(duì)瓦楞紙箱的要求。 而蜂窩紙板雖然在性能上在瓦楞紙 板的基礎(chǔ)上有了本質(zhì)的提升， 但蜂窩紙板制成的包裝箱、 托盤 , 受潮后強(qiáng)度減弱 , 經(jīng)不起撞擊和振動(dòng)。 而在抵擋外物侵入的能力上 , 瓦楞紙板卻

18、比蜂窩紙板高出幾 倍。（3）蜂窩紙板價(jià)格實(shí)際上不比木質(zhì)包裝便宜多少。（4）影響市場(chǎng)的還有代木效果問(wèn)題 , 蜂窩紙板主要用途是托盤、緩沖襯墊 , 而防水、防潮等技術(shù)問(wèn)題尚未很好解決 , 影響了使用效果。人們開始尋找提高紙板材料性能的途徑。而紙板復(fù)合材料也成為最佳選擇。 復(fù)合紙板材料又包括紙板之間通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和搭配來(lái)實(shí)現(xiàn)性能的互補(bǔ)與增強(qiáng)。 如 將瓦楞紙板和蜂窩紙板聯(lián)用 , 可以發(fā)揮瓦楞紙板和蜂窩紙板的優(yōu)勢(shì) , 其復(fù)合紙板 的側(cè)壓強(qiáng)度和平壓強(qiáng)度均可以提高。另外 , 在制作包裝箱時(shí) , 若以瓦楞紙箱作為 箱體 , 箱內(nèi)上下四壁用蜂窩紙板做襯墊 , 可以提高包裝箱的防潮、抗壓、保溫、 抗戮穿能力和承載能

19、力。 賀丹華等研究了蜂窩 /E 形瓦楞復(fù)合紙板的緩沖特性， 蜂 窩紙板的平壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于瓦楞紙板 ; 瓦楞紙板的縱向側(cè)壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于蜂窩紙板 , 而橫向的側(cè)壓強(qiáng)度則低于蜂窩紙板 ;蜂窩紙板的彎曲強(qiáng)度高于瓦楞紙板。瓦楞紙 板和蜂窩紙板的性能各有自己的優(yōu)點(diǎn)。 將瓦楞紙板和蜂窩紙板復(fù)合 , 可以發(fā)揮瓦 楞紙板和蜂窩紙板的優(yōu)勢(shì)。蜂窩 /E 形瓦楞復(fù)合紙板可重復(fù)使用、面層強(qiáng)度大。 耿敏等詳細(xì)研究了蜂窩紙板與瓦楞紙板的復(fù)合剛度， 并作出了試驗(yàn)及分析， 得到 了蜂窩與瓦楞較合適的實(shí)用方式。 劉冰等詳細(xì)研究了蜂窩瓦楞復(fù)合紙板的面外 承載及靜態(tài)緩沖性能。但目前紙板材料的開發(fā)仍局限在不同紙板的搭配和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上， 無(wú)法

20、突破兩 者其本質(zhì)特性所帶來(lái)的性能局限， 而如能突破其局限， 將為紙板材的開發(fā)與運(yùn)用 打開新的空間。2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在紙板與其它材料復(fù)合方面， 國(guó)內(nèi)外仍處于研發(fā)階段， 較成熟的為木質(zhì)材料 與紙板的復(fù)合， 徐朝陽(yáng)等利用木質(zhì)面板與紙質(zhì)蜂窩材料復(fù)合， 該夾芯材料不但保 留了原蜂窩材料的優(yōu)點(diǎn)， 而且還大大提高了力學(xué)強(qiáng)度。 同時(shí)， 還運(yùn)用國(guó)內(nèi)外學(xué)者 研究的針對(duì)不同材料蜂窩結(jié)構(gòu)的理論研究， 對(duì)其力學(xué)傳導(dǎo)進(jìn)行了深入的研究。 而 國(guó)外學(xué)者 Shalizadeh 和 Seferis 等也對(duì)復(fù)合木 -蜂窩板的力學(xué)傳導(dǎo)進(jìn)行了研究與 分析。但其它材料與紙板之間的復(fù)合研究仍然較少。本項(xiàng)目研究具有先行性。針對(duì)本項(xiàng)目中的降

21、解復(fù)合發(fā)泡材料，國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了一定的研究。 陜西科技大學(xué)丁毅等人以農(nóng)作物秸稈粉碎物和果渣為原料，添加淀粉類助 劑，經(jīng)選料、配料、水分調(diào)節(jié)、膨化、回潮、模壓等工藝后，得到了緩沖系數(shù)在 3.5 以上的緩沖材料， 通過(guò)對(duì)材料的動(dòng)態(tài)緩沖特性圖線進(jìn)行分析， 得出了該材料 能滿足大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品、 緩沖要求的結(jié)論。 索曉紅等人以纖維素纖維為原料， 添 加明膠、甲基纖維素等助劑，用模內(nèi)成型法制備了纖維素纖維發(fā)泡緩沖包裝材料， 并利用壓縮試驗(yàn)機(jī)對(duì)發(fā)泡體的緩沖性能進(jìn)行測(cè)試， 研究了各助劑添加量對(duì)發(fā)泡體 性能的影響，得出了明膠：甲基纖維素：瓜爾膠 =2:1:1 ，發(fā)泡劑 1.5% ，填充物 18% ，膠黏劑總量 1

22、5%的最佳配比。西安理工大學(xué)駱光林等人以紙漿為原料， 使用復(fù)合發(fā)泡劑 （碳酸氫鈉、 鉀明 礬酒石酸氫鉀）、淀粉以及輕質(zhì)碳酸鈣等原料，制作紙漿發(fā)泡緩沖材料，得到穩(wěn) 定的試驗(yàn)配方，所得發(fā)泡材料的靜態(tài)緩沖系數(shù)在 4-5 之間。另外，該校裴璐對(duì) 紙漿模塑制品發(fā)泡機(jī)理進(jìn)行了深入研究， 結(jié)合紙漿模塑制品和發(fā)泡塑料的成型工 藝，設(shè)計(jì)相關(guān)試驗(yàn)并結(jié)合理論分析， 研究了紙漿的發(fā)泡技術(shù)機(jī)理以及粘結(jié)劑、 發(fā) 泡劑和其他助劑對(duì)紙漿發(fā)泡材料結(jié)構(gòu)及性能的影響。哈爾濱商業(yè)大學(xué)高德、 常江等人將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玉米秸稈粉碎， 與糊化淀粉 溶液，聚乙烯醇水溶液和其他助劑混合， 添加發(fā)泡劑及泡沫穩(wěn)定劑， 經(jīng)過(guò)加熱發(fā) 泡模壓成型，制得具

23、有一定緩沖性能的緩沖材料。浙江理工大學(xué)李友良等人研究了用廢紙漿、 馬鈴薯淀粉、 偶氮類發(fā)泡劑制取 緩沖襯墊的方法。 探討了在廢紙漿發(fā)泡材料的制備過(guò)程中發(fā)泡劑、 增塑劑兩方面 因素對(duì)試樣靜態(tài)緩沖性能的影響，并確定適宜的工條件：干紙漿、發(fā)泡劑、增塑 劑三者質(zhì)量之比為 10 ：0.75 ：1.3 時(shí)，試樣具有良好的緩沖性能，可達(dá)到緩沖 包裝材料的使用要求。重慶工商大學(xué)李媛媛研究了發(fā)泡植物纖維模壓制品的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)， 將農(nóng)作 物秸稈纖維與淀粉和各種助劑混合， 采用一次發(fā)泡成型工藝制備緩沖襯墊， 并對(duì) 其緩沖力學(xué)性能、 防潮性能、 降解性能及衛(wèi)生安全性能進(jìn)行研究， 結(jié)果表明該材 料可以滿足實(shí)際使用要求。

24、在國(guó)外的研究中，具有代表性的有： 2006 年，德國(guó)不萊梅 PSP 公司順利 研發(fā)了一種泡沫紙制品， 該材料以粉碎磨解的廢舊報(bào)刊紙為主要原料， 與面粉以 2:1 比例混合， 在擠出機(jī)擠壓作用下成為圓柱顆粒， 圓柱顆粒粘結(jié)后即可得緩沖 材料。此種發(fā)泡紙可以一次成型， 其最大特點(diǎn)是在擠出機(jī)高壓作用下水蒸氣起到 發(fā)泡作用， 無(wú)需其他化學(xué)添加劑， 制備過(guò)程對(duì)環(huán)境無(wú)任何不利影響， 材料使用后 可降解。日本工業(yè)技術(shù)研究所開發(fā)了以廢紙為原料的干式紙漿發(fā)泡技術(shù)。 該技術(shù)與以 前的濕式紙漿模法相比， 所制出的產(chǎn)品具有更好的生物分解性。 具體實(shí)施時(shí)， 將 廢紙粉碎成小紙屑，與淀粉漿糊混合制成直徑 l-3 mm 的

25、粒子，再將粒子吹入 金屬模具并進(jìn)行加壓加熱發(fā)泡，可制得精度和壁厚與金屬模相應(yīng)的包裝制品。Tsutomu Noguchi, Mayumi Miyashita, Yasuhito Inagaki, Haruo Watanabe 從柑橘類水果果皮中提取出 d- 檸檬烯，將其作為溶解廢棄 EPS 板 材的新型溶劑，EPS板材經(jīng)d-檸檬烯的溶解分解為一個(gè)個(gè) EPS珠粒，取10 % 的改性淀粉與3%的回收EPS顆粒，與廢紙纖維混合后入模成型，在100 C蒸 氣條件下加熱 1.5min 。該材料已作為索尼公司包裝 28 英寸電視機(jī)的緩沖材料。Heartwin Amaladhas Pushpadass, Go

26、vindarajan Suresh Babu, RobertW. Weber, Milford A. Hanna 將玉米淀粉與聚苯乙烯以 7:3 的比例混合，添 加滑石粉和聚碳酸酯， 經(jīng)由單螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡， 制備發(fā)泡緩沖材料。 研究結(jié) 果表明：水分和滑石粉的含量對(duì)泡沫的徑向膨脹效果具有顯著影響， 當(dāng)水分含量 和擠出溫度升高時(shí)，泡沫材料的密度增加，通過(guò) X 射線透視發(fā)現(xiàn)，淀粉和聚苯 乙烯聚合物經(jīng)擠出成型充分分散，泡沫具有一定的防水性能。Y. Lin 和 F. Hsieh 將大豆分離蛋白、大豆纖維、玉米淀粉加入軟質(zhì)聚氨酯 原料之中進(jìn)行發(fā)泡， 制得發(fā)泡材料， 最后研究了生物質(zhì)原料含量、 初始水含

27、量對(duì) 材料力學(xué)性能和密度的影響。結(jié)果表明：當(dāng)生物質(zhì)原料含量在 10-20% 時(shí)，材 料的應(yīng)力應(yīng)變曲線上具有很大的平臺(tái)應(yīng)力區(qū)域， 生物質(zhì)原料含量的增加和初始水 含量的增加都會(huì)使材料密度增大，此外，經(jīng)過(guò)預(yù)壓縮，生物質(zhì)含量為 1040% 的 材料其永久變形量比對(duì)照材料的永久變形量低。研究了一種Samina Arif, Gary Burgess, Ramani Narayan, Bruce Harte用特殊玉米淀粉生產(chǎn)的可降解發(fā)泡包裝材料的緩沖性能、阻熱性能和防潮性能。 結(jié)果表明（采用 ASTM 測(cè)試法）：該材料層合之后可應(yīng)用于緩沖領(lǐng)域， 當(dāng)材料厚 度為 1 英寸時(shí)，較之相同厚度的普通泡沫塑料具有較差

28、的緩沖性能，當(dāng)材料厚 度為 2 英寸時(shí)，緩沖性能與相同厚度的塑料泡沫相近，此外，幾位研究者通過(guò) 確定其三個(gè)溫度下（20 C, 25 C和30 C）的水分吸收等溫線來(lái)確定它的吸濕性 能，結(jié)果表明，當(dāng)溫度較高時(shí)（30 C）,該材料的尺寸改變量較為明顯。綜合來(lái)看，雖然國(guó)內(nèi)外針對(duì)降解緩沖材料的研究已有一定進(jìn)展， 但是普遍成 本較高，或仍存在一定的缺陷，如化學(xué)處理過(guò)程較復(fù)雜，緩沖性能不足等，產(chǎn)業(yè) 化過(guò)程仍不足。 所以，如能將全降解緩沖材料的優(yōu)點(diǎn)與紙板相結(jié)合， 則復(fù)合材料 將極具發(fā)展空間。（三）、項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化前景分析目前國(guó)內(nèi)紙箱銷售以迅猛速度增長(zhǎng) 2000 年增長(zhǎng)到 125 億平方米，2002 年產(chǎn)量達(dá)

29、148 億平方米，到了 2010 年已達(dá)到 242 億平方米，且仍在以平均每 年 30% 的速度增加，尤其是蜂窩紙板，增長(zhǎng)速度更快。而在緩沖材料領(lǐng)域，全 球近年包裝材料和容器的消費(fèi)市場(chǎng)規(guī)模在 6000 億美元左右。中國(guó) 3000 億人民 幣的國(guó)內(nèi)商品和 1200 億美元的出口商品提供配套包裝。過(guò)去不少電子產(chǎn)品、家 電產(chǎn)品及許多易碎、易損產(chǎn)品的包裝，主要使用紙板或者 EPS 泡沫塑料作緩沖 襯墊材料， 顯然，本項(xiàng)目的開發(fā)只要部分替代瓦楞與蜂窩紙板材料， 或者用于更 高端的緩沖防震包裝領(lǐng)域，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。二、研究開發(fā)內(nèi)容、方法、技術(shù)路線（一）主要研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目在傳統(tǒng)瓦楞紙板、 蜂窩紙板的

30、基礎(chǔ)上， 開發(fā)可與紙板相復(fù)合的可降解 發(fā)泡層，使用自制的淀粉膠粘合， 并通過(guò)相應(yīng)的擠出與壓制設(shè)備， 在原紙板生產(chǎn) 線的基礎(chǔ)上實(shí)行熱固化粘結(jié)，得到新型的紙板復(fù)合材料。具體研究?jī)?nèi)容包括：（1）針對(duì)復(fù)合紙板性能的全降解發(fā)泡復(fù)合層的開發(fā) 可降解發(fā)泡材料可用多種材料共同制備，如各種不同淀粉，包括玉米淀粉、 木薯淀粉等具有不同支鏈結(jié)構(gòu)的淀粉；不同纖維，如竹纖維，木纖維，芥桿，麥 稈等；蛋白質(zhì)、 明膠、植物提取膠等， 還可包括其他塑料如 PVA，PE，PS，PLA。 通過(guò)不同的發(fā)泡技術(shù)， 如有機(jī)發(fā)泡劑、 無(wú)機(jī)填充劑發(fā)泡和水蒸汽發(fā)泡等。 雖然原 材料和工藝可選擇性較多， 但產(chǎn)品的特性不一， 尤其是在作為紙板的

31、復(fù)合材料時(shí) 并不一定合適，這就需要針對(duì)與紙板復(fù)合開發(fā)合適的發(fā)泡材料。本項(xiàng)目針對(duì)紙板的力學(xué)特性，通過(guò)淀粉、改性紙漿、纖維為主要原材料，通 過(guò)對(duì)原料的改性， 利用動(dòng)態(tài)反應(yīng)擠出方法、 引入水蒸氣作為主發(fā)泡劑、 再輔以其 他自行開發(fā)添加助劑， 生產(chǎn)出一類高性能的可降解材料。 此材料可通過(guò)配方的調(diào) 整調(diào)節(jié)材料性能，進(jìn)而調(diào)整紙板復(fù)合材料的各種不同特性如力學(xué)性能、防潮性， 阻隔性等。（2）針對(duì)性專用淀粉膠的開發(fā)基于發(fā)泡層與紙板的特點(diǎn)， 尤其是紙板纖維和發(fā)泡材料的分子結(jié)構(gòu)組成， 在 原有淀粉膠的基礎(chǔ)上， 加入一定具有偶聯(lián)特性基團(tuán)以提高發(fā)泡材料與原紙板的粘 合程度，從而提高復(fù)合材料的使用時(shí)間和性能保持能力。（3

32、 ）復(fù)合材料的加工與設(shè)備開發(fā) 該復(fù)合材料的加工過(guò)程包括發(fā)泡材料的加工及發(fā)泡材料與紙板的復(fù)合。 而發(fā) 泡設(shè)備因環(huán)保需要最優(yōu)選擇水蒸氣發(fā)泡， 同時(shí)，發(fā)泡材料的要求是具有良好的力 學(xué)性能、表面形態(tài)、防潮與阻隔性能等。而這除了配方設(shè)計(jì)外，加工設(shè)備相當(dāng)重 要，如何控制水蒸汽在生物基質(zhì)中的發(fā)泡效果，即泡孔的結(jié)構(gòu)、開孔閉孔、孔徑 等以及纖維在基質(zhì)中的均勻分散與增強(qiáng)效果則成為了該設(shè)備的關(guān)鍵。 而復(fù)合材料 與紙板的有效復(fù)合也需要自動(dòng)上膠、 熱固化和壓延系統(tǒng)結(jié)合， 針對(duì)于此， 我們將 展開該新型復(fù)合材料專用加工與設(shè)備開發(fā)。（4）復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 不同的紙板間的相互結(jié)合，紙板與復(fù)合材料的搭配因其力學(xué)傳導(dǎo)機(jī)理的不

33、 同，將導(dǎo)致材料的性能差異。 如復(fù)合材料的層數(shù)， 發(fā)泡層在復(fù)合材料中的位置等。 在紙板復(fù)合材料的開發(fā)中，將通過(guò)實(shí)驗(yàn)充分考慮不同紙板與發(fā)泡材料層的結(jié)構(gòu)， 調(diào)整材料的工藝、 配方，及其互配結(jié)構(gòu)， 通過(guò)最優(yōu)化的成本得到性能最佳的復(fù)合 材料。最終的復(fù)合材料將具有優(yōu)異的抗壓、隔熱、防潮性。同時(shí)，加工簡(jiǎn)單且不增 加成本。（二）擬解決的關(guān)鍵技術(shù)（1）針對(duì)瓦楞紙板與蜂窩紙板的全降解復(fù)合發(fā)泡層的配方設(shè)計(jì)與制備。 針對(duì)適合不同紙板材料的性能可起到互不作用的全降解復(fù)合發(fā)泡層是本項(xiàng) 目實(shí)施的關(guān)鍵，而配方的選擇與原材料的改性與搭配則是技術(shù)實(shí)現(xiàn)需要解決的問(wèn) 題。（2）發(fā)泡材料成型工藝與技術(shù) 針對(duì)降解材料的發(fā)泡工藝對(duì)壓力和

34、溫度的控制以及剪切過(guò)程的精確控制均 相當(dāng)重要， 均勻混合與發(fā)泡的控制將直接關(guān)系材料的性能。 所以，對(duì)成型設(shè)備參 數(shù)的設(shè)計(jì)及其工藝的控制均是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。（3）復(fù)合材料成型設(shè)備實(shí)現(xiàn) 紙板與發(fā)泡層是緊密結(jié)合是實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料性能的保證， 這就要求復(fù)合成型設(shè) 備在保障兩方面性能不受損失的基礎(chǔ)上順利成型。（4）針對(duì)紙板特性的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn) 不同紙板的搭配，如瓦楞 - 蜂窩配合可得到不同性能的紙板，而根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié) 果對(duì)發(fā)泡層及其紙板的搭配進(jìn)行設(shè)計(jì)也是實(shí)現(xiàn)性能最優(yōu)化的基礎(chǔ)。（三）擬采用的方法、技術(shù)路線以及工藝流程1、技術(shù)路線與工藝流程：（1）發(fā)泡材料的配方研發(fā)： 根據(jù)瓦楞和蜂窩分別對(duì)強(qiáng)度、 緩

35、沖性、 回彈性和阻隔性的要求， 本項(xiàng)目將先 針對(duì)性的進(jìn)行復(fù)合發(fā)泡材料的配方研究， 以得到具有優(yōu)良性能且性能可調(diào)可控的 復(fù)合發(fā)泡層材料。下面將就各原料選擇與處理進(jìn)行闡述。1）淀粉選用玉米淀粉，因?yàn)橛衩椎矸劢?jīng)糊化過(guò)后高度的粘合性能使各物料很好的混合相容，起到主要的粘接作用。同時(shí)，通過(guò)玉米淀粉的輕微氧化與酯化改 性，將使得淀粉具有一定的加工性和較好的力學(xué)性能。同時(shí)，塑化劑丙三醇的加入將提高整體材料的加工性。除了玉米淀粉，實(shí)驗(yàn)中還加入了適量的自制的植物 提取膠，該物質(zhì)是一種粘性很強(qiáng)的粘合劑，它與淀粉共用，對(duì)極性材料體系有協(xié)同 粘接作用，從而體系中的各材料，包括植物纖維、淀粉膠粘劑、填料、發(fā)泡劑等形 成

36、一個(gè)有機(jī)整體，最終熱壓發(fā)泡形成網(wǎng)絡(luò)化的整體結(jié)構(gòu)，從而使植物纖維制品體現(xiàn) 出作為模壓緩沖制品所需的柔韌性、緩沖性和天然可降解性等。2）植物纖維填料是將如木材、糠殼、竹屑、豆類、亞麻、稻桿、玉米淀粉和堅(jiān)果硬殼等粉碎成粉狀、纖維狀和刨花等形態(tài)。根據(jù)張建東等對(duì)竹粉、稻糠、 松木、稻草纖維和麥秸纖維等木質(zhì)纖維熱穩(wěn)定性能的研究，本項(xiàng)目選用熱穩(wěn)定性好的秸稈纖維作為填料，在錘式粉碎機(jī)4500r/min的轉(zhuǎn)速下將干燥的秸稈粉碎成35cm的纖維絲,摻入適量水形狀如同發(fā)泡的棉花， 添加量為20%60%，纖維的加入將極大提高材料的強(qiáng)度和形狀保持能力。3）植物纖維表面存在諸多氫鍵，具有較強(qiáng)的吸水性，且極性很強(qiáng)且具有親水

37、性，使其制品容易受潮，在潮濕的環(huán)境、多雨的季節(jié)、鹽份較高的海洋運(yùn)輸中, 制品均易發(fā)生霉變，引起質(zhì)變，植物纖維緩沖襯墊還會(huì)使其包裝的家電、儀表、 五金產(chǎn)品發(fā)生銹蝕。因而防潮是植物纖維制品需解決的重要問(wèn)題。本項(xiàng)目即通過(guò)加入自制VAE的共聚乳液來(lái)改進(jìn)這一缺點(diǎn)。4）鈣或醋的鹽類可作為本材料的增強(qiáng)劑和防水劑，少量的加入可使材料的 耐水性能得到改善。耐水性的提高可以顯著改善材料的使用性能，對(duì)于包裝應(yīng)用 領(lǐng)域，具有實(shí)際意義。本實(shí)驗(yàn)選用氫氧化鈣作為增強(qiáng)劑。5 ）穩(wěn)定劑的應(yīng)用也隨著人們對(duì)復(fù)合材料質(zhì)量和耐用性要求的提高得到迅速 發(fā)展。它能使復(fù)合材料中聚合物不發(fā)生降解或力學(xué)性能下降。常用的有受阻胺類 光穩(wěn)定劑和紫外

38、線吸收劑。美的性能，常常需要加入防菌劑。防菌劑的選擇要考 慮木粉的種類、添加量、復(fù)合材料使用環(huán)境中的菌類、產(chǎn)品的含水量等多種因素。如硼酸鋅可以防腐但不能防藻類。（ 2）專用粘合膠的開發(fā)：在復(fù)合材料的制備過(guò)程中，因發(fā)泡層涉及與紙板（面紙）的復(fù)合，在粘合固 化與壓制過(guò)程中，采用原有的紙板淀粉膠在熱固化過(guò)程和會(huì)出現(xiàn)與發(fā)泡層粘合松 動(dòng)等問(wèn)題，這將導(dǎo)致整體材料易在使用過(guò)程中出現(xiàn)脫膠從而導(dǎo)致性能的降低和包 裝的破壞。 而這就需要開發(fā)一種可對(duì)發(fā)泡層穩(wěn)定粘合的新型粘合膠。 我們?cè)谠?淀粉膠的基礎(chǔ)上加入不同的自行開發(fā)的丙烯酸酯成分， 并配合植物提取膠， 可在 熱固化時(shí)提高發(fā)泡層的粘合能力。（3）復(fù)合加工技術(shù)與

39、設(shè)備的開發(fā)為提高材料的生產(chǎn)效率， 本項(xiàng)目將開發(fā)可一次性對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行成型的加工 設(shè)備，其中包括復(fù)合材料制備與紙板復(fù)合工藝。 其中，發(fā)泡材料的制備將采用 自制的多階動(dòng)態(tài)擠出發(fā)泡專用設(shè)備來(lái)完成。 即設(shè)計(jì)多螺桿系統(tǒng)， 每一階均采用不 同工藝來(lái)對(duì)不同物性材料進(jìn)行精確控制。 首先將預(yù)處理后的纖維、 部分改性淀粉、 植物提取膠輸入動(dòng)態(tài)二階三螺桿中進(jìn)行動(dòng)態(tài)混合； 同時(shí)，淀粉及部分助劑通過(guò)動(dòng) 態(tài)一階三螺桿混合均勻， 再和動(dòng)態(tài)二階三螺桿中的纖維和其他組分共混， 并在添 加劑、振動(dòng)場(chǎng)、剪切場(chǎng)、溫度場(chǎng)、 以及水蒸氣等的作用下混合、 硫化交聯(lián)、 發(fā)泡， 形成高性能的發(fā)泡材料。 在擠出的同時(shí)， 進(jìn)入紙板復(fù)合設(shè)備， 紙板

40、復(fù)合材料可采 用同步或非同步復(fù)合設(shè)備， 即通過(guò)自動(dòng)上膠、 熱固化和壓延系統(tǒng)結(jié)合， 將擠出發(fā) 泡材料與紙板材料結(jié)合。2、研究方法 :所采用研究方法如下流程圖（四）項(xiàng)目的特色和創(chuàng)新突破點(diǎn)本項(xiàng)目涉及到一種新型防水抗壓隔熱紙板復(fù)合材料的開發(fā)及一次性成型技術(shù)。項(xiàng)目將新型材料的開發(fā)與成型技術(shù)成型設(shè)備相結(jié)合， 具有很強(qiáng)的創(chuàng)新性。該 新型材料在傳統(tǒng)的瓦楞紙板、蜂窩紙板的紙板層和面紙層中加入中紙與自行研發(fā) 的可降解發(fā)泡材料層，采用加入植物提取物的新型淀粉膠來(lái)進(jìn)行粘合， 使得復(fù)合 紙板材料具有優(yōu)異的抗壓、隔熱、防潮性。同時(shí)，加工簡(jiǎn)單且不增加成本。本項(xiàng) 目有以下創(chuàng)新點(diǎn)。（1）復(fù)合材料配方創(chuàng)新在本項(xiàng)目中，所用復(fù)合降解

41、發(fā)泡層及專用淀粉膠均為自行研發(fā)， 具有創(chuàng)新性。 發(fā)泡材料配方創(chuàng)新本項(xiàng)目所涉及新型復(fù)合紙板材料為在面紙與瓦楞（蜂窩） 芯中添加不同層數(shù)、 配方的降解復(fù)合發(fā)泡材料層。 該發(fā)泡材料層采用廢紙漿、 植 物纖維、 改性植物纖維、 改性淀粉及少量可全降解生物塑料復(fù)合發(fā)泡， 并加入自 制防潮劑， 以水蒸氣為發(fā)泡劑， 發(fā)泡層為閉孔結(jié)構(gòu)。 該發(fā)泡材料具有良好的回彈 性，防潮與隔熱性， 與瓦楞紙板復(fù)合可大幅度加強(qiáng)其抗壓力強(qiáng)度， 回彈性與形狀 穩(wěn)定性。與蜂窩紙板復(fù)合可一定程度提高抗壓強(qiáng)度， 同時(shí)大幅提高紙板的防潮性、 形狀穩(wěn)定性、隔熱性，并改善紙板翹曲、變形等缺陷。專用淀粉膠配方創(chuàng)新 本項(xiàng)目將針對(duì)加入的發(fā)泡層與面紙

42、的特性， 調(diào)整淀粉膠 的配方，并加入植物提取膠和具有兩種材料特性的偶聯(lián)改性劑， 使得復(fù)合材料層 與面紙、中紙間具有良好的粘結(jié)性，不易變形、脫落。（2）成型設(shè)備創(chuàng)新 本項(xiàng)目所涉及材料采用一次性成型， 即在紙板成型設(shè)備的基礎(chǔ)上配置自動(dòng)化 擠出發(fā)泡設(shè)備， 實(shí)現(xiàn)在紙板生產(chǎn)后即時(shí)進(jìn)行多層復(fù)合及中紙、 面紙的粘合。 工藝 簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高。（3）復(fù)合結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的性能進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)。 可 調(diào)節(jié)因素包括加入發(fā)泡層的配方、 材料及泡孔結(jié)構(gòu)、 與紙板復(fù)合的結(jié)構(gòu)如紙芯層 的規(guī)格，發(fā)泡層的厚度、層數(shù)，瓦楞紙板與蜂窩紙板的搭配等。根據(jù)包裝所需要 求對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)

43、整，可控制復(fù)合材料的強(qiáng)度與性能。 所制備材料有以下先進(jìn)性：（1）該項(xiàng)目中的新型紙板復(fù)合材料具有優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度，與瓦楞紙板復(fù)合 材料可提高強(qiáng)度達(dá) 100% 以上，與蜂窩紙板復(fù)合的該材料可提高強(qiáng)度 20% 以上。（2）該項(xiàng)目中的新型紙板復(fù)合材料具有優(yōu)異的防潮性，在濕度為 40% 的環(huán) 境中使用 1 月以上，紙板不變形。可在水潤(rùn)濕后繼續(xù)使用。耐水時(shí)間明顯增強(qiáng)， 可降低紙板在使用過(guò)程中因遇潮而出現(xiàn)的強(qiáng)度、挺度過(guò)快下降的問(wèn)題。（3）該項(xiàng)目中的新型紙板復(fù)合材料具有優(yōu)異的隔熱性能，尤其是針對(duì)瓦楞 紙板復(fù)合后，可達(dá)到蜂窩紙板的隔熱效果。4）該項(xiàng)目中的新型紙板復(fù)合材料經(jīng)反復(fù)彎曲后不會(huì)因脫膠而導(dǎo)致面紙脫落及性能的

44、大幅度降低。(5)該項(xiàng)目中的新型紙板復(fù)合材料具有優(yōu)異的抗壓回彈性。(6 )該項(xiàng)目所研發(fā)的設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，能耗低，可對(duì)該材料一次型成型，不 會(huì)大幅提高生產(chǎn)成本與人力成本。(五) 項(xiàng)目完成后預(yù)期實(shí)現(xiàn)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效 益，對(duì)產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)和提升作用。技術(shù)指標(biāo)：所實(shí)現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)分別包括單獨(dú)降解發(fā)泡層的性能指標(biāo)，如表 1所示；復(fù)合后 紙板的性能指標(biāo)，如表2所示。表1復(fù)合發(fā)泡材料的物理性能目標(biāo)(通過(guò)與泡沫塑料對(duì)比)性能參數(shù)參考標(biāo)準(zhǔn)發(fā)泡聚乙烯本項(xiàng)目產(chǎn)品值泡孔直徑GB/T6343-1995200um40um壓縮強(qiáng)度GB/T6669-20011.26KPa1KPa(50%，23 C)壓縮永久變形GB/T6

45、669-2001 3) 分鐘/24小時(shí)30分鐘/24小時(shí)(50%，23 C，后 5.3%/0.3%后 4%/0.3%24h )拉伸強(qiáng)度GB/T45.1KPa50KPa6344-1996斷裂伸長(zhǎng)率GB/T123.00%100%6344-1996氧指數(shù)GB/T2406-932530隔熱性(熱導(dǎo)率)GB/T10294-88切24w/m.k切1w/m.k表2 傳統(tǒng)瓦楞紙板和新型瓦楞紙板物理性能目標(biāo)單瓦楞紙板產(chǎn)品(max)新型瓦楞紙板邊壓強(qiáng)度(kgf/cm)79耐波度(kgf/cm 2)2022戳穿強(qiáng)度(kg-cm)100125粘合強(qiáng)度68(kgf/ 楞 10cm)吸水率%11 39 3除以上所述指標(biāo)外

46、，因此新型紙板材料為紙板復(fù)合材料， 最終成型復(fù)合材料 性能仍取決于所復(fù)合的紙板與結(jié)構(gòu)，本新型紙板材料的性能目標(biāo)值為較未采用自 制發(fā)泡材料復(fù)合前提高10%以上。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：在紙質(zhì)包裝緩沖領(lǐng)域，采用本項(xiàng)目研發(fā)的紙板復(fù)合材料，其功用與傳統(tǒng)瓦楞 紙板和蜂窩紙板相同，但性能可調(diào)整性大，綜合性能更佳，且單位體積成本不增加 可替代目前的發(fā)泡塑料產(chǎn)品和紙制品包裝品， 廣泛應(yīng)用于包裝行業(yè)。如各種工業(yè) 防震包裝材料，各類大小家用電器、電子儀器儀表、陶瓷、玻璃器皿等易碎物品 內(nèi)包裝。 2010 年瓦楞紙板年產(chǎn)量 600 萬(wàn)噸，年銷量 730 萬(wàn)噸。行家估計(jì)到 2013 年需量將達(dá)到 1500 萬(wàn)噸以上。部分替代紙板材

47、料將使得該項(xiàng)目材料具有及其廣 泛的市場(chǎng)。以下將對(duì)本單位的潛在效益和行業(yè)相關(guān)的潛在效益進(jìn)行分析。對(duì)實(shí)施單位產(chǎn)生的效益正業(yè)包裝（中山）有限公司年消耗原紙約 13 萬(wàn)噸，加上關(guān)聯(lián)企業(yè) 2家，全資 子公司 4家，合計(jì)年消耗原紙約 20萬(wàn)噸以上?，F(xiàn)原紙利用率約為 89% ，年產(chǎn)生廢 紙約2.2萬(wàn)噸，本項(xiàng)目研發(fā)成果，能解決公司紙箱生產(chǎn)長(zhǎng)期存在的抗壓、回彈等 技術(shù)難關(guān)，能夠使紙板成品抗壓性、回彈性、防水防潮和隔熱性得到有效提升， 成果應(yīng)用預(yù)計(jì)至少可提升公司原紙利用率 1-3% ，達(dá)到 90-92% ，預(yù)計(jì)每年可為 公司節(jié)約原紙采購(gòu)成本： 2.2萬(wàn)噸（現(xiàn)年廢紙量） -（ 1.6-2 萬(wàn)）噸（提高利用率 1-3%后年廢紙）X3500 （原紙單價(jià)）-1300 （廢紙單價(jià)）=440-1320萬(wàn)元， 同時(shí)還會(huì)間接降低公司其它輔料采購(gòu)成本。 其次，本項(xiàng)目開發(fā)材料因綜合質(zhì)量的 提高，將提高公司產(chǎn)品的銷售水平和市場(chǎng)占有情況， 如按公司紙板銷售增加銷量 5% ，或按現(xiàn)有銷量中 1 0%產(chǎn)品因質(zhì)量提高而提價(jià) 10%來(lái)計(jì)算，預(yù)計(jì)企業(yè)增加收 入超千萬(wàn)元。潛在的經(jīng)濟(jì)效益廣東省是我國(guó)沿海城市， 海洋資源十分豐富， 有內(nèi)陸?zhàn)B殖面積和可作業(yè)海洋 漁