发泡聚乙烯醇的缓冲与吸液特性研究

【摘要】随着社会生产力和经济的不断发展，各类产品在不同地区的流通越来越频繁，其中液态产品具有很强的流动性，在运输使用过程中的防护包装尤其重要。发泡聚乙烯醇（PVA）是一种新型的泡沫塑料，具有质轻、比强度高、减震等优点，同时具有良好的吸液及保液性能。发泡PVA作为液态产品的包装材料，不仅可以起到缓冲吸能的作用，而且一旦产品发生泄漏，材料可以及时吸收液体。开发研究发泡PVA作为包装材料具有广阔的应用前景。本文采用实验研究和理论分析相结合的方法，研究了发泡PVA的缓冲与吸液性能，为发泡PVA的实际包装应用提供依据。主要包括如下研究结果：通过静态压缩实验获取发泡PVA的应力-应变关系，分析了材料密度、应变率对其应力应变关系的影响，并结合扫描电镜观察压缩前后发泡PVA的泡孔结构，分析其压缩变形机制。结果表明：发泡PVA应力-应变曲线呈现线弹性区、平台区与密实化区三个阶段，材料的初始弹性模量和平台应力随着密度增加而增大，当密度依次为0.095g/cm3、0.117g/cm3及0.143g/cm3时，材料的初始弹性模量分别为1.489MPa、2.752MPa及4.251MPa，平台应力分别为0.138MPa、0.237MPa及0.347MPa；发泡PVA具有一定的应变率敏感性，随着应变率增加其平台应力增大；发泡PVA的压缩变形机制主要以孔壁弯曲为主，孔隙中流体的影响作用随着孔径的增加可以忽略不计。实验研究了不同温湿度下发泡PVA的应力-应变关系，分析了温湿度对材料力学及缓冲性能的影响关系，结果表明：温湿度的变化会导致发泡PVA内部含水量变化，表现为内部含水量随着相对湿度增加而增大，或随着温度升高而减小；材料的初始弹性模量、平台应力及平台区能量吸收值随着相对湿度增加而减小，或随着温度升高而增大，且发泡PVA的初始弹性模量值在0.8MPa~6.5MPa之间，平台应力在0.08MPa~0.55MPa之间，平台区能量吸收值在0.064J/cm3~0.25J/cm3之间。最后在此基础上，构建了包括材料密度、应变率以及温湿度等因素的发泡PVA力学本构关系方程，并进行了验证。该本构关系方程可以预测发泡PVA在不同条件下的力学性能。通过吸液实验研究了发泡PVA在不同影响因素下的吸液行为，描述了材料密度、吸附质种类、温度及浓度对发泡PVA吸液性能的影响关系，结果表明发泡PVA的吸液倍率最大达到10倍以上，其保液率大约为10%~15%。并结合材料的内部结构、亲水基团等，探讨了发泡PVA的吸液原理是以物理吸附作用为主导，通过毛细管作用使液体充满材料的内部孔隙。在此基础上，提出了改善发泡PVA吸液能力的一些建议。本文的研究从本质上了解了发泡PVA的缓冲与吸液特性，对发泡PVA在液态产品包装上的应用提供了的实验数据和理论依据，具有重要实际意义。
【作者】朱宏；
【导师】王家俊；
【作者基本信息】浙江理工大学，材料物理与化学，2014，硕士
【关键词】发泡PVA；缓冲特性；吸液性能；应力-应变；包装；

【参考文献】
[1]马海疆.通用航空企业专利技术产业化的绩效评价研究[D].北京交通大学,2014.
[2]庞旭.北京QL公司列车控制产品市场营销策略研究[D].北京交通大学,2014.
[3]王磊,伍治平,成名.一种支撑云管理平台的CMDB设计方法[J].冶金自动化,2015,01:13-18+32.
[4]陈剑龙.银行间债券市场风险VaR的度量研究[D].华侨大学,金融学,2014,硕士.
[5]周海良.多功能热泵性能测试系统的研制[D].杭州电子科技大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[6]牛龙珍.地标建筑传播研究[D].华中师范大学,新闻学,2014,硕士.
[7]冯慧君.彩色图像的人脸检测与跟踪方法研究[D].华东师范大学,计算机应用技术,2003,硕士.
[8]坑继超.七、八年级地理教材范例研究[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[9]王海明.犬细小病毒样颗粒功能化磁性石墨烯复合材料在磁共振成像中的应用[D].中国农业科学院,2014.
[10]王宏昊.苯基磷酸锌成核剂对聚乳酸结晶行为及力学性能的影响研究[D].青岛科技大学,2012.
[11]李世勇.基于效用最优化的多路径网络资源分配研究[D].北京交通大学,2010.
[12]余道年.和县历史文化遗产及其保护和利用[D].安徽大学,中国近现代史,2014,硕士.
[13]姜晓伟.通讯约束下的网络控制系统跟踪性能极限研究[D].华中科技大学,2013.
[14]琚贇.工业有线—无线传感器网络透明传输技术的研究及应用[D].华北电力大学,2014.
[15]王鸿伟.致密砂岩气藏压裂井产能评价技术研究[D].东北石油大学,石油与天然气工程（专业学位）,2013,硕士.
[16]秦伟隆.基于Wi-Fi无线网络的数字化矿工调度系统[D].西安科技大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[17]孙雨婷.阿克苏地区枣树茎流变化特征及影响因子研究[D].新疆师范大学,自然地理学,2013,硕士.
[18]贾丽霞.奉天省报业研究（1912-1931）[D].辽宁大学,中国近现代史,2012,硕士.
[19]陈国丰.Fenton氧化—混凝法处理印染废水的研究[D].广东工业大学,环境工程,2013,硕士.
[20]李诗宇.基于可视化的铁路边坡稳定分析软件开发及应用[D].西南交通大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[21]孔娟娟.我国村镇银行发展趋势研究[D].山东大学,政治经济学,2013,硕士.
[22]陆建江,张文献.区间值关系数据库上模糊关联规则的预测方法[J].计算机工程与应用,2003,12:197-199+211.
[23]鄢健龙.微通道平行流换热器圆盘剪结构改进与剪切有限元分析[D].华中科技大学,机械工程,2013,硕士.
[24]莫艺.广西客家道公群体研究[D].广西师范大学,民俗学,2013,硕士.
[25]林乃松.新型补体C1r样丝氨酸蛋白酶的克隆、鉴定及其生物学功能的研究[D].浙江大学,免疫学,2004,硕士.
[26]于凌宇.国内外片式电容器探析[J].电子产品世界.1995(11)
[27]雷景生.基于模糊相关的Web文档分类方法[J].计算机工程,2005,24:13-14+17.
[28]杨辉.高职院校艺术专业学生德育现状及对策研究[D].江西农业大学,思想政治教育,2012,硕士.
[29]郭阳.不同浓度葡萄糖对铜绿假单胞菌生物膜形成影响的研究[D].山西医科大学,药剂学,2013,硕士.
[30]梁晟.基于语义Web的服务自动组合技术的研究[D].中国科学院研究生院（软件研究所）,2004.
[31]陈晓.MPV车型前悬架的多体动力学建模、仿真与优化[D].郑州大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[32]赵第播.丰友公司基于精益生产的现场改善研究[D].天津大学,工业工程,2004,硕士.
[33]申辰威.城际高速列车断面优化设计[D].北京交通大学,2014.
[34]贾丽芳.中学物理教师专业成长现状的研究[D].湖南师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[35]陈连福.电动出租车充电站布局规划研究[D].北京交通大学,2015.
[36]王乐乐.两类发展方程的高精度分析及外推算法[D].郑州大学,计算数学,2013,硕士.
[37]陈韵.灰姑娘故事的现代演化研究[D].华中师范大学,农村与区域发展,2014,硕士.
[38]胡威.巴赫金狂欢诗学的双重性研究[D].信阳师范学院,文艺学,2014,硕士.
[39]董振虎.热轧带钢板形缺陷的识别[D].济南大学,模式识别与智能系统,2012,硕士.
[40]权宁涛.Ga，Nb元素添加对TbCu_7型SmFe合金相结构和氮化物磁性能的影响[D].北京有色金属研究总院,材料科学与工程,2014,硕士.
[41]杨念祖.网上支付概况[J].电脑与信用卡.1999(11)
[42]章超.数据网格副本管理策略的研究[D].燕山大学,软件工程,2014,硕士.
[43]于海.小城镇居住区公共空间设计研究[D].青岛理工大学,建筑设计及其理论,2012,硕士.
[44]李尽晖.21世纪初叶我国大众化高等教育质量研究[D].陕西师范大学,教育经济与管理,2004,硕士.
[45]张亚军.反向工程中曲面重构与简化问题研究[D].大连理工大学,计算数学,2004,硕士.
[46]樊永辉.3G/4G多模终端的可操作性技术研究[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[47]郝祖涛,严良,谢雄标,段旭辉.集群内资源型企业绿色行为决策关键影响因素的识别研究[J].中国人口.资源与环境,2014,10:170-176.
[48]汪玉明.朱子法哲学思想研究[D].福建师范大学,马克思主义哲学,2013,硕士.
[49]李芳霞.聚氨酯—明胶/壳聚糖复合材料的制备及性能研究[D].西南交通大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[50]陈文峰.中国共产党与日本共产党的党际外交[D].青岛大学,国际关系,2013,硕士.