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废纸包装材料的研究现状及发展趋势

目前我国许多电子产品、家用电器、机电产品大量使用聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)及聚乙烯(EPE)作为缓冲衬垫材料,由于其难以降解,回收利用困难,并且回收成本较高,因此国内外都加大了对塑料包装的限制力度。国外制定了《新包装规则》、《两指令》、《蒙特利尔议定书》一系列政策,我国也是《蒙特利尔议定书》缔约国之一,为了减少EPS对人类及环境的危害,我国也相应地出台了《中华人民共和国固体废弃物污染防治法》、《臭氧层保护国际公约》及[2007]72号“禁白令”。于是人们将目光转向了森林资源,“以木代塑”成了研究焦点。然而我国的森林覆盖率仅为16%,远低于国际28%的平均水平,并且随着经济的加速发展,我国对木材的消耗量飞速增加,国内森林资源十分匮乏。虽然木材是可再生资源,但成长的周期比较长,速生材最快也要5~6年[1]。为了解决木材供需矛盾,可采取3种有效途径:(1)扩大木材利用范围,如利用枝杈和木材加工过程中剩余材料;(2)寻找木材代替材料,如一些植物纤维:麦杆、稻草、棉杆、蔗渣、稻壳等,其来源丰富,生长周期短;(3)对木材资源重复和分级利用,据统计,造纸厂每回收1t废纸,相当于节省木材3m3,废纸材料做成的植物纤维材料如纸浆模、纸基发泡材料则属于对木材资源的循环利用,是现代包装发展的趋势。从以上3点来看,对于废纸的重复利用成为一种首选的补充资源。 1废纸包装材料的研究和应用状况在废纸包装材料的利用上,我国目前应用比较成熟的主要是纸浆模制品、瓦楞纸、蜂窝纸板等;仍处于实验室研究阶级的是废纸纤维发泡材料。 1.1纸浆模制品纸浆模塑制品是以纸浆为主要原料,通过打浆,将浓度为0.5%的纸浆由成型模具中经过,使脱水后的纤维覆于模具中网的表面,再热压定型后制成纸制品。通常纸浆模塑制品的生产工艺包括纸浆制备、成型、压实、干燥、校形、切边,最后是制品的消毒和包装。我国对纸浆模的研究主要集中在材料性能、结构变化对缓冲性能的影响,在工艺和机械加工方面研究较少。纸浆模塑生产的主要设备有:水力碎浆机、配浆池、成型机、烘干机和定型机,其中最关键是成型设备。依据成型机的结构可分为往复升降式和转鼓式成型机;按浆料成型工艺方式可分为注浆成型法和吸浆成型法;根据脱水方式又可分为真空减压成型法、压力成型法、压缩空气成型法。真空成型法是利用真空技术在模型内部形成真空,在负压的作用下,废纸纤维均匀地吸附于网模表面,真空吸浆成型法是纸塑制品最普及的一种方法;压力成型法利用液压技术,适合变化不大、定型的标准产品;压缩空气成型法利用气体动力学原理,主要用于外型结构呈口部小于其他部位的中空纸浆模塑制品,如瓶、罐等。


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