[发明专利]一种绿色环保缓冲纤维包装材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的纤维包装材料，特别是涉及一种绿色环保缓冲纤维包装材料及其制备方法，该材料可用于包装工业电子产品做缓冲包装材料使用。

背景技术

塑料高分子化合物一般是由乙烯等低分子化合物通过加工反应而成的大分子聚合物等产品，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(EPS/XPS)作为最为常见的塑料，因其加工方便、生产成本低和物理性能优良等优点，深受广大消费者的青睐。塑料用途极为广泛，如作为食品的快餐盒、包装袋以及工业产品的缓冲包装材料等，再如在建筑领域内作为保温材料、装饰材料等塑料建筑材料使用等。然而，这些塑料制品材料在制造和使用过程中存在许多的问题，如难以生物可降解和高温下会析出双酚类有毒物质等对环境存在严重的危害，引起了严重的环境污染，给人类身心健康产生重大威胁，这种污染形式常被人们称之为“白色污染”，成为当前社会最为严重的污染危害之一。为此，世界许多国家已经或正采取强制立法手段禁止发泡塑料的生产和使用。面临目前存在的“白色污染问题”，人们采用了许多的技术措施，如焚烧回收热能、填埋、化学回收和废弃塑料再生等来解决或减轻其对环境产生的影响。但这些处理方式仍存在工艺复杂、成本代价高和不能从根本上解决塑料废弃物所带来的环境污染等问题。

目前研究环境可降解的塑料可分为以下3种[黄发荣.环境可降解塑料的研究，材料导报，2007，14(7)：40-44]：(1)光降解塑料，主要由不饱和烃和CO共聚形成的聚合物或者通过添加过渡金属化合物和光敏剂与多芳香族化合物来制造的聚合物；(2)生物破坏性塑料，主要通过在塑料中添加淀粉或生物降解剂等方法来制造的塑料产品；(3)具有全生物降解功能的发泡塑料，如聚羟基烷酸酯(PHAs)类塑料、聚乳酸(PLA)类塑料、聚ε-己内酯(PCL)类塑料、二元酸二元醇聚酯类塑料、淀粉(Starch)类塑料和聚乙烯醇类塑料等。在上述环境可降解塑料中，具有全生物降解的发泡塑料发展迅速。

目前国内外学者主要采用湿法发泡的方法(谢拥群，陈彦，张璧光.植物纤维膨化材料的研究[J].木材工业，2004，18(2)：30-32.)使植物纤维在水混合态中搅拌并引起帚化，加入胶粘剂使纤维定向、结合，再加入表面活性剂与胶粘剂在搅拌条件下，形成很多小汽室从而达到体积增大的目的，形成的许多小汽室使材料具有一定的缓冲和机械性能。此外，我国学者也以4种纸浆如甘蔗渣化学浆、杉木机械浆、马尾松爆破浆和新闻纸废纸浆为原料(陈彦.膨化纤维制缓冲包装材料研究[P].硕士学位论文，2004)，采用复合胶粘剂，成泡剂，纤维延伸剂(聚乙酸乳液胶)和碳酸钙填料进行膨化成型具有孔状的发泡材料，认为在气泡成长过程中纤维间隙被不断充涨，加入表面活性剂使气泡稳定，当干燥时浆料中的水分逐渐被蒸发，纤维间隙越小直至连接，并认为形成的膨化纤维内部立体交叉架构证明气泡对纤维的张力作用是存在的，该膨化包装材料除了具有天然材料的可自然降解、可重复利用、可再生和资源广泛等特点外，还具有塑料发泡包装材料的低密度、抗冲击性能、保温隔热、吸音防震等特点。

但是，在以可降解植物纤维为原料，在制造纸浆模塑、植物纤维类缓冲包装材料过程中，还存在一些问题如下：(1)在纸浆模塑成型中，主要以低浓度废纸纸浆悬浮液为研究对象，通过模具内的抽吸孔真空抽吸成型的方法进行初步成型，然后在热模具内进行热压定型，主要生产低厚度的产品，该成型方法缺点是用水量大，工艺复杂、污染严重，且多生产低档的包装产品，若生产高白度的产品还需继续脱墨处理，因而成本很高，污染更为严重，应用包装大型电子仪器还需提高其各项性能或生产结构复杂的模塑产品来提高其性能，因此开发废纸制浆造纸浆模塑产品还有相当的潜力。(2)植物纤维发泡材料是主要以植物纤维、淀粉为主要材料进行烘培或挤出发泡成型，且多以化学发泡剂发泡成型，对环境有一定负面影响。此外，淀粉分子含有无数计的羟基，虽然目前很多的研究者采用酯化或乙酰化的方法改性羟基以提高其抗水性，但若真正实现抗水性还很困难，而且淀粉发泡材料由于原料来源的广泛性、成本较高及脆性较大也限制了该种包装材料的广泛应用，这在一些资料已有提及。

发明内容

本发明专利的主要目的在于克服目前国内外缓冲包装材料中的缺点，提供一种绿色环保的超低密度天然纤维缓冲包装材料。

本发明的另一目的在于提供上述绿色环保天然纤维缓冲包装材料的制备方法。