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    摘要]  通過(guò)對(duì)廢紙漿與雞毛組合形成的緩沖材料進(jìn)行靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)，獲得了材料的靜態(tài)受力-變形曲線、應(yīng)力-應(yīng)變曲線、緩沖系數(shù)-應(yīng)變量曲線及彈性狀態(tài)方程，為新材料在緩沖包裝中的推廣應(yīng)用提供了理論依據(jù)。    關(guān)鍵詞：廢紙漿；雞毛；靜態(tài)緩沖性能        天然纖維緩沖材料是一種以天然纖維為基體，用膠粘劑粘接而成的緩沖材料，具有良好的緩沖性能和廣泛的適用性，是一種綜合性能優(yōu)良的緩沖材料。用天然纖維制造緩沖材料的技術(shù)是從歐洲發(fā)展起來(lái)的，開(kāi)始用動(dòng)物馬鬃為原料生成，由于馬鬃資源日趨減少，生產(chǎn)廠家不得不尋找代用原料，如動(dòng)物的毛發(fā)、豬鬃、棕纖維、劍麻纖維和種植纖維等，隨著緩沖材料應(yīng)用的擴(kuò)大，對(duì)天然纖維緩沖材料的研究也更加深入，特別是近十幾年來(lái)，歐美等國(guó)相繼開(kāi)發(fā)出一系列天然纖維緩沖材料新產(chǎn)品。        利用廢紙做紙質(zhì)基材，以質(zhì)輕且回彈性好的雞毛纖維為混合式組合材料，一次成型得到緩沖包裝材料。新材料價(jià)格成本低、緩沖性能好，并且生產(chǎn)過(guò)程中不制漿，無(wú)酸堿等廢液排放，符合發(fā)展綠色包裝的趨勢(shì)。1  實(shí)驗(yàn)材料與方法1．1  實(shí)驗(yàn)材料    1)廢紙漿。將廢紙撕碎，用熱水浸泡成漿，按正交試驗(yàn)優(yōu)化配比(廢紙20g，脫墨劑0．56g，氫氧化鈉0．4g，硅酸鈉0．8g，雙氧水0．4g)對(duì)紙漿進(jìn)行脫墨處理，過(guò)濾晾干。    2)  雞毛纖維。將雞毛清洗除雜、脫色、脫梗后，將輕柔的雞毛纖維晾干后用粉碎機(jī)粉碎。1．2  實(shí)驗(yàn)儀器    天平、實(shí)驗(yàn)電動(dòng)粉碎機(jī)、電熱恒溫水浴箱、電熱恒溫干燥箱、液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等。1．3  實(shí)驗(yàn)方法    1)  將實(shí)驗(yàn)材料、熱制法自制的淀粉膠等要素按正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果(干廢紙漿12g，雞毛纖維10g，粘合劑10g，發(fā)泡劑6g，水浴溫度40℃)進(jìn)行混合，過(guò)濾后用鋁合金模具成型，烘干得到緩沖材料。    2)  用10t液壓萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)材料進(jìn)行靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)。2  實(shí)驗(yàn)結(jié)果        實(shí)驗(yàn)試樣為圓柱形，密度0．256g／cm3、厚度16mm、直徑83mm，選取其中26個(gè)加載點(diǎn)記錄的壓力與變形數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。3  實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析3．1  初始彈性系數(shù)及彈性狀態(tài)方程        分析圖1中原始數(shù)據(jù)點(diǎn)的趨勢(shì)可以得出：新緩沖材料表現(xiàn)出非線性特征，符合正切曲線型彈性體規(guī)律，其彈性狀態(tài)方程的數(shù)學(xué)模型可假設(shè)為：         式中：k0為初始彈性系數(shù)；db為壓縮極限；x為壓縮變形量；F為壓力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際情況選取db (初始值／2)=8mm，對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后得到初始彈性系數(shù)平均值k0=0．17547，則彈性狀態(tài)方程為：F=0．8937tan0．19635x。        圖1表示了由彈性狀態(tài)方程得到的理論曲線(光滑線)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的關(guān)系。3．2  緩沖系數(shù)C        緩沖系數(shù)C與應(yīng)力σ、應(yīng)變?chǔ)拧⒆冃文蹺的關(guān)系如下：  根據(jù)上述的4個(gè)公式，由實(shí)驗(yàn)所測(cè)的受力變形數(shù)據(jù)可以得到圖2和圖3，圖中小圓點(diǎn)均為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的值，曲線為最小二乘法擬合得到的結(jié)果。4  結(jié)  語(yǔ)        采用來(lái)源充足、成本低廉并可回收再利用的廢紙和雞毛為原料，組合成型的緩沖材料具有密度小、緩沖性能好等特性；通過(guò)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)得到的特征曲線和經(jīng)驗(yàn)公式為新材料的應(yīng)用提供了基本數(shù)據(jù)資料。（文/毛中彥）