淀粉基发泡缓冲包装材料力学性能研究
在“限塑令”背景下，不可降解的石油基泡沫塑料的使用将会逐渐受到限制，最终被淘汰。淀粉基发泡缓冲包装材料作为一种绿色环保的产品逐渐走入大众的视野中，在替代传统石油基泡沫塑料包装材料方面具表现出广阔的应用前景。研究淀粉基发泡缓冲材料的缓冲性能具有十分重要的意义。本文以淀粉基发泡缓冲包装材料为研究对象，通过静态压缩、动态冲击试验及扫频振动实验，研究了湿度、初始应变率等对淀粉基发泡缓冲包装材料性能的影响。 通过静态压缩试验，获得不同初始应变率（0.002s-1、0.01s-1、0.017s-1、0.033s-1、0.05s-1）及不同相对湿度（50%、70%、80%、90%）下淀粉基发泡缓冲材料的应力-应变曲线，探究了初始应变率和相对湿度对应力-应变曲线和能量吸收的影响。静态压缩下，淀粉基发泡材料具有明显的应变率效应，其能量吸收随着初始应变率的增加而增加。在相对湿度为50%条件下，当应变为0.6时，随着初始应变率由0.002s-1增加至0.01s-1、0.017s-1、0.033s-1、0.05s-1，材料的应力分别增加了5.4%、12.51%、20.97%、26.3%；能量吸收分别增加了0.69%、7.18%、12.27和19.21%。淀粉基发泡包装材料受湿度影响较大，其静态压缩性能随着湿度的增加而下降。在初始应变率为0.017s-1下，当应变为0.6时，随着相对湿度由50%增加到70%、80%、90%，该材料的应力分别下降了7.26%、19.39%和39.42%；能量吸收分别下降了17.93%、25.7%和43.84%。通过对应力-应变曲线进行拟合，构建了淀粉基发泡材料基于应变率及湿度项的静态压缩本构方程，实验结果与本构模型具有较好的一致性。 通过动态冲击试验，获得不同初始应变率（30.0s-1、34.6s-1、38.6s-1）及不同湿度（50%、70%、90%）下淀粉基发泡缓冲材料的应力-应变曲线，探究了初始应变率、相对湿度对应力-应变曲线的影响。动态冲击下，淀粉基发泡材料的应变率效应明显，能量吸收随着初始应变率的增加而增加。在相对湿度为50%条件下，当应变为0.6时，随着初始应变率由30s-1增加到34.6s-1和38.6s-1，应力分别增加了36.12%和50.4%；材料吸收的能量分别增加了25.76%、36.37%。淀粉基发泡包装材料受湿度影响较大，其动态冲击性能随着湿度的增加而下降。在初始应变率为38.6s-1，随着相对湿度的增加应力分别降低了9.71%和11.25%；材料吸收能量分别降低了6.57%和6.68%。通过对应力-应变曲线进行拟合，构建了基于应变率及湿度项的动态冲击本构方程，结果表明实验结果与本构模型具有较好的一致性。 通过扫频振动试验，获得不同相对湿度（50%、70%、90%）下淀粉基发泡缓冲包装材料传递率曲线，结果表明湿度对传递率有很大影响，在本实验中当湿度为90%时，振动传递率明显下降。
淀粉基发泡缓冲包装材料;应力-应变曲线;力学性能;静态压缩;扫频振动试验
天津科技大学
硕士
轻工技术与工程
梁俊
2022
中文
TB484
2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）