1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。o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)包裝行業(yè)高新技術(shù)研發(fā)資金項(xiàng)目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

2、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(kāi)拓紙板行業(yè)的新領(lǐng)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

3、為紙包裝容器具有重量輕、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(xiāo)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

4、闊市場(chǎng)。2003年中國(guó)造紙工業(yè)增長(zhǎng)17%，2004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

5、數(shù)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(xiāo)售以迅猛速度增長(zhǎng)1996年紙箱銷(xiāo)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尽⒁约埓?，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30%，居第一位。2010年，高強(qiáng)度瓦楞原紙不

6、僅消費(fèi)量增長(zhǎng)15.8%（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

7、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。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

8、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。 總的來(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

9、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

10、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(kāi)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)

11、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(kāi)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

12、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(kāi)拓利用，同時(shí)也需要提高其附加值來(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(kāi)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

13、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、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

14、） 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,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

15、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, 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

16、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

17、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(pán), 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(pán)、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(kāi)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。

18、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

19、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(kāi)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(kāi)發(fā)與運(yùn)用打開(kāi)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

20、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%

21、，膠黏劑總量 15%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，制得具有一定緩沖性能的緩沖

22、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。在國(guó)外的研究中，具有代表性的有：2006年，德國(guó)不萊梅 P

23、SP 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(kāi)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。Tsutom

24、u 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, Govindarajan Suresh Babu, Robert W. Weber, Milford A.

25、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)

26、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。Samina Arif, Gary Burgess, Ramani Narayan, Bruce Harte 研究了一種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（20，25和 30）的水分吸收等溫線來(lái)

27、確定它的吸濕性能，結(jié)果表明，當(dāng)溫度較高時(shí)（30），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(xiāo)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)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

28、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(kāi)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(kāi)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、蜂窩紙板的基礎(chǔ)上，開(kāi)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(kāi)發(fā)可降解發(fā)泡材料可用多種材

29、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(kāi)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(kāi)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)

30、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(kāi)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）復(fù)合材料的加工與設(shè)備開(kāi)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(kāi)孔閉孔、孔徑等以及

31、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(kāi)該新型復(fù)合材料專用加工與設(shè)備開(kāi)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(kāi)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

32、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

33、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

34、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

35、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

36、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(kāi)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(kāi)發(fā)一種

37、可對(duì)發(fā)泡層穩(wěn)定粘合的新型粘合膠。我們?cè)谠械矸勰z的基礎(chǔ)上加入不同的自行開(kāi)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)與設(shè)備的開(kāi)發(fā)為提高材料的生產(chǎn)效率，本項(xiàng)目將開(kāi)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)

38、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:總體性能設(shè)計(jì)配方設(shè)計(jì)原材料的選擇與處理制備工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)加工設(shè)備設(shè)計(jì)加工設(shè)備工藝參數(shù)實(shí)驗(yàn)樣品反饋調(diào)整確定工藝參數(shù)與配方系列合格不合格中試產(chǎn)業(yè)化不合格（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(kāi)發(fā)及一次性成型技術(shù)。項(xiàng)目將新型材料的開(kāi)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、

39、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)

40、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

41、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)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?？稍谒疂?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

42、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

43、值泡孔直徑GB/T6343-1995200um40um壓縮強(qiáng)度（50%，23）GB/T6669-20011.26KPa1KPa壓縮永久變形（50%，23，24h）GB/T6669-200130分鐘/24小時(shí)后 5.3%/0.3%30分鐘/24小時(shí)后 4%/0.3%拉伸強(qiáng)度GB/T 6344-199645.1KPa50KPa斷裂伸長(zhǎng)率GB/T 6344-1996123.00%100%氧指數(shù)GB/T2406-932530隔熱性（熱導(dǎo)率）GB/T10294-880.24w/m.k0.1w/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)7

44、9耐波度(kgf/cm2)2022戳穿強(qiáng)度(kg-cm)100125粘合強(qiáng)度(kgf/楞 10cm)68吸水率%11±39±3 除以上所述指標(biāo)外，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

45、碎物品內(nèi)包裝。2010年瓦楞紙板年產(chǎn)量600萬(wàn)噸，年銷(xiāo)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

46、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）×3500（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(kāi)發(fā)材料因綜合質(zhì)量的提高，將提高公司產(chǎn)品的銷(xiāo)售水平和市場(chǎng)占有情況，如按公司紙板銷(xiāo)售增加銷(xiāo)量5%，或按現(xiàn)有銷(xiāo)量中10%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)海洋漁場(chǎng)面積分別約1000平方公里和12.5萬(wàn)平方公里。水產(chǎn)品資源種類繁多，現(xiàn)有品種占世界50%以上，水產(chǎn)品總量居全國(guó)前三

47、位，人均占有量居全國(guó)第一位。每年有大量的海鮮產(chǎn)品輸送往世界各地。同時(shí)廣東省也是南方的水果生產(chǎn)大省。全省有熱帶、亞熱帶、溫帶水果3000 多種，柑桔、龍眼、荔枝、香蕉、菠蘿、枇杷、橄欖等特色水果年產(chǎn)近500 萬(wàn)噸，例如荔枝、龍眼是廣東省大宗優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品，其栽培面積分別為 150 萬(wàn)畝和70萬(wàn)畝，2004年產(chǎn)量分別突破25萬(wàn)噸和17萬(wàn)噸人均水果占有量全國(guó)第一。目前廣東省的海鮮和水果的儲(chǔ)藏、保鮮、運(yùn)輸都是利用普通瓦楞紙板和發(fā)泡塑料，這就存在紙箱保溫性能不好、不耐水、發(fā)泡塑料不降解、不環(huán)保、成本高等缺陷，本項(xiàng)目產(chǎn)品可以直接加工成發(fā)泡紙箱，由于有泡孔的存在，因此保溫效果很好，同時(shí)具有防水、高緩沖的性能，可

48、以同時(shí)滿足隔熱保溫、緩沖防振、包裝運(yùn)輸?shù)墓δ?。因此，本?xiàng)目產(chǎn)品的市場(chǎng)前景非常廣闊。本項(xiàng)目技術(shù)實(shí)現(xiàn)后，可大量運(yùn)用于鮮貨包裝上。具保守估計(jì)，該產(chǎn)品將為行業(yè)新增產(chǎn)值達(dá)到1億-1.5億。（10000噸材料每年計(jì)算）。社會(huì)效益：本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)定位與性能實(shí)現(xiàn)上均考慮采用可再生農(nóng)業(yè)資源，得到的產(chǎn)品具有環(huán)保特性。如本產(chǎn)品中復(fù)合層基本采用全降解釋生物原料制備,可產(chǎn)品使用后將自動(dòng)降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。所用原料為農(nóng)業(yè)廢料，既可充分利用資源，又帶動(dòng)相關(guān)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)，本項(xiàng)目在設(shè)備開(kāi)發(fā)中也采用一次性成型工藝，提高生產(chǎn)效率，最大程度降低能耗與污染。在本復(fù)合材料研發(fā)成功后，在同等性能要求上，將減少

49、紙板的層數(shù)與用量，保守估計(jì)，節(jié)約的紙板材料為20%以上，有利于資源的節(jié)約。同時(shí)，將減少所包裝產(chǎn)品因濕熱等造成的損耗。環(huán)保材料的使用還將提高包裝產(chǎn)品在國(guó)際中的競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)產(chǎn)業(yè)的提升： 多年來(lái)，雖然紙板材料的研究從未間斷，但一直以來(lái)均未取得本質(zhì)的突破，主要的性能提高仍取決于結(jié)構(gòu)（尤其是蜂窩紙板的結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)和復(fù)合紙板搭配。而國(guó)內(nèi)紙板生產(chǎn)企業(yè)的目標(biāo)仍是如何提高生產(chǎn)效率，紙板的毛利率已經(jīng)很低，且競(jìng)爭(zhēng)激烈，如果突破紙板本身的性能局限，實(shí)在功能化的飛躍，是擺在行業(yè)上的一大課題。本項(xiàng)目不局限于紙板本身，而采用環(huán)保材料與紙板復(fù)合，在保留了紙板優(yōu)異的原有特性的同時(shí)增加了新的特性，而這種復(fù)合方式也將使得通過(guò)加入不同外

50、在復(fù)合物提高紙板性能成為一種新的模式，這種關(guān)鍵技術(shù)的攻克，將開(kāi)拓紙板生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，對(duì)紙板企業(yè)的深入研發(fā)與產(chǎn)業(yè)升級(jí)產(chǎn)生巨大的影響。三、省院合作優(yōu)勢(shì)分析（包括工作基礎(chǔ)、合作優(yōu)勢(shì)分析等）（一）承擔(dān)單位概況(人員、資產(chǎn)、業(yè)務(wù)與管理狀況)正業(yè)包裝：湖南工業(yè)大學(xué)（二）本項(xiàng)目現(xiàn)有的研究工作基礎(chǔ)(包括已有的階段性成果、現(xiàn)有科研裝備條件、合作單位之間以往合作情況)1、開(kāi)展的前期工作：本項(xiàng)目所涉及復(fù)合紙板材料本研發(fā)團(tuán)隊(duì)于2008年開(kāi)始配方研發(fā)，并采用不同復(fù)合材料，如木塑發(fā)泡材料，橡膠彈性發(fā)泡材料等與不同紙板復(fù)合。得到不同性能的復(fù)合紙板材料。無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，對(duì)原料配比、溫控、發(fā)泡度、厚度、強(qiáng)度、柔性進(jìn)行了大量的探索和

51、驗(yàn)證，將要取得實(shí)質(zhì)性突破。得到結(jié)論采用新型全降解發(fā)泡材料性能可調(diào)整，且可針對(duì)不同的紙板復(fù)合得到性能較好的復(fù)合產(chǎn)品。下圖為通過(guò)配方調(diào)整得到的不同發(fā)泡材料的泡孔。 配方1配方2配方3配方4圖1植物纖維淀粉基發(fā)泡復(fù)合材料樣品SEM照片(a) 不同剪切力下毛細(xì)管模具PL和零口模PR的壓力曲線(b) 不同溫度下全降解發(fā)泡材料的熔融黏度圖2 植物纖維淀粉基發(fā)泡復(fù)合材料流變測(cè)試圖3 全降解發(fā)泡復(fù)合材料TEM照片20feelings survey, by looking up public sentiments to find problems. Problems will increase its spec

52、ial supervision, set up accounts, hold on to it. We should conscientiously implement the leading contracting matters, secured, had an answer to everything, then settles rate of 100%. Have an impact on some of the outstanding issues, supervision departments and information components together, play t

53、he supervisory role of the news media to promote problem solving. Investee 3. insist on a daily run, around the practice of truth catching efficiency, focus specification. To give full play to the party Office around connecting, coordinating internal and external features, contact, rally at all leve

54、ls, to motivate every aspect, adhere to the truth, strengthening standardized management to achieve coherent, efficient and effective functioning of the daily work of the Party Committee. Is processing messages should strive to streamline, standardize and quality. Streamlining is to control the number of messages, compress messages, reducing procedures, improve message handling efficiency. Specifications, is to strictly enforce the ban issued by the Communist party authorities in document handling regulations and provincial and municipal regulations, conscientiously strengthen