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塑料瓦楞纸板的优势与研究进展

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-02-06 0:14:51 * 浏览: 2
1998年,美国,加拿大和欧盟及其他国家限制了中国木制托盘和包装盒的出口,并提出了诸如熏蒸和检疫之类的麻烦问题,并增加了成本。 2003年,欧盟发布了“废弃电子电气设备指令”和“禁止在电子电气设备中使用某些有害物质”,从而加速了全球范围内电子产品的环保包装过程[1]。中国是一个森林资源非常稀缺的国家。减少森林砍伐和维持生态平衡是确保可持续发展的一项长期国家政策。使用木质包装减少木材消耗被列为该国的一项工业政策[2]。中国如何顺应世界无毒环保趋势已成为当务之急。大力发展塑料瓦楞纸板是解决这一问题的方法之一。塑料瓦楞板又称塑料中空板,万通板,瓦楞板,波浪板,双壁板,是具有类似瓦楞纸形状特征的塑料异型板。塑料瓦楞纸板具有各种横截面形状。图1是由Omipa公司生产的几种塑料瓦楞纸板的横截面形状的示意图。目前,生产瓦楞纸板的主要原料是PP(聚丙烯)和PC(聚碳酸酯)。形成塑料瓦楞纸板的方法有两种[3]。一种是在单个挤出机上同时挤出芯材和平板。熔体在喷头的浇道中分为3层,上下两层形成平板。塑料瓦楞纸板的芯层形成为多层。为了保持芯层和表面层的形状,使用空气冷却和冷却辊代替三辊压延机来成形。另一种是在形成塑料波纹板之前挤出片材。将芯层和表面层用不同的挤出机挤出,然后粘贴到合成产品中。塑料瓦楞纸板在生产和生活中已被广泛使用,但其理论研究仍很薄弱。本文介绍了塑料瓦楞纸板的应用和研究进展,为进一步研究塑料瓦楞纸板提供了信息。 1塑料瓦楞纸板的优点塑料瓦楞纸板在许多领域都可以替代纸板,木板,铝板,玻璃板和其他纸板。由于塑料瓦楞纸板的塑料材料,决定了它在纸板中的份额,木板,铝板和玻璃。有很多优点。与相同材料的塑料实心板相比,塑料瓦楞板具有许多独特的优势,特别是:1)良好的机械性能。塑料瓦楞纸板的特殊结构使其具有良好的机械性能,例如良好的韧性,耐冲击性,高抗压强度,缓冲性,耐冲击性,高刚度,良好的弯曲性能等。这些机械性能是瓦楞纸和蜂窝无法实现的纸板。 。 2)轻质材料。塑料瓦楞纸板具有优异的机械性能,因此要达到相同的效果,塑料瓦楞纸板所需的消耗品少,成本低,重量轻。 3)绝缘/隔音。由于塑料瓦楞纸板的中空结构,其传热传声效果明显低于实心塑料板,并且具有良好的隔热/隔音效果。 4)减少处理时间。壁厚过大会延长成型时间[4]。计算出壁厚增加了一倍,冷却时间增加了4倍。塑料瓦楞纸板将提高机械强度的方法从增加壁厚改为薄壁组合,从而提高了加工效率。 5)防静电或导电。改性,混合,表面喷涂等方法可使塑料瓦楞纸板具有抗静电或导电性能[5]。 6)化学性能稳定,具有防水,防潮,防虫,防腐蚀的作用,与瓦楞纸,蜂窝纸和木板相比具有明显的优势。 7)表面光滑美丽,色彩齐全。 8)制造过程污染少,可重复使用。尽管很难降解,但从原材料到制造再到使用的全过程来看,综合环保效果显然具有优势。 2塑料瓦楞纸板的应用领域塑料瓦楞纸板广泛用于建材,汽车工业,电子工业,广告业,邮政业等。目前,zui的应用广泛如下。 1)零件周转箱,仪器周转箱,饮料周转箱,农药周转箱,精密仪器内包装,药品包装箱,邮政包装箱,电子元件包装的垫块和隔板等。2)各种行李箱和旅行袋的衬里。 3)广告装饰:展示板,产品识别卡,广告牌,灯箱,窗户形状等。4)防静电周转箱,卡系列产品由于尺寸灵活,更适合电子行业,尤其​​是微电子企业,结构变化和出色的抗静电性能。 5)日光板:用于工业,商业和民用建筑的照明棚,温室,农业,园艺隔热,道路隔音屏障,公交车棚等。3应用示例在实际应用中,生产的塑料瓦楞纸板具有独特的特性,因为不同的制造商,生产过程,原材料和用途。以下是GE(通用电气)生产的PC型Putte太阳能电池板的技术特点。3.1轻巧的阳光单元重量轻,安全,不易破裂,易于破碎。处理和安装,可以减轻建筑物的重量,简化结构设计,节省运输和安装成本,并减少投资。比较相同厚度的太阳能板和玻璃板的单位面积质量。具体结果示于表1。3.2耐冲击性。由PC制成的太阳能电池板具有耐冲击性,可以在相对较宽的温度范围内(-40℃〜120℃)使用。长时间保持良好的耐冲击性,可以防止其在运输,安装和安装过程中破裂采用。 3.3半透明无色透明太阳能电池板具有很高的透光率。透光率不会因使用时间而降低。彩色太阳能板可以减少热量积聚,获得合适的室内温度,并且可以阻挡最强的阳光,从而使透射的光线柔和。 3.4隔音性能阳光板是很好的隔音材料,并且是世界上高速公路的隔音材料。与相同厚度的玻璃相比,隔音性能提高了3〜4dB。上海内环高架桥和北京三环高速公路的隔音屏障均使用阳光板。路段交通噪声降低了17dB,隔声效果非常显着。 3.5节能性能太阳能电池板的特殊中空结构使其比普通玻璃和其他塑料的导热系数(K)低,从而大大减少了热损失。无论是冬季取暖还是夏季调温,都可以有效降低能耗,具有明显的经济效益和社会效益。表3是不同材料的热损失值。 K的单位是W? (M2? ℃)-1。 3.6防凝结性能当空气中的水分达到露点温度以下时,会发生凝结,并且凝结的水滴会降低材料的透射率。在园艺和工业中,水滴会损坏植物或下面的某些设备。通常,高K材料容易发生湿气凝结,例如,当玻璃的室外温度为0°C,室内温度为23°C,相对湿度为40%时,内表面会结露。 ,并且太阳能电池板的相对湿度必须达到80。%在内表面会形成冷凝水。 4研究进展目前,塑料瓦楞纸板的研究成果主要集中在加工方法和应用两个方面,特别是e扩展应用领域。郭海珍和程华文研究了CAN局域网在中空板生产中的适用性,并给出了基于CAN总线的中空板生产线的控制方案[6]。梁卫东分析了广泛用于建筑中的宽幅塑料空心墙板挤压模具的设计和制造过程[7]。张振宽等人研究了在冰箱下的地板上使用PE中空板代替镀锌钢板的可行性,以及生产中的问题和解决方案[8]。廖宣阁发明了一种隔热,耐候,高强度的复合塑料中空板[9],它提供了一种方便快捷的隔热,耐候性和强度,强度高的复合塑料中空板。吴相良等。发明了双层钙塑瓦楞纸板,其制造方法和热粘合机[10,11]。傅连祥发明了一种承压塑料空心薄壁格栅板式太阳能热水器[12],它采用耐高温,高强度,无毒,无味的塑料波纹板作为集热板芯,有效地利用了薄壁塑料瓦楞纸板的优点,价格低廉,机械性能优良,同时成本降低到真空管热水器成本的1/8至1/10,每单位日热水产量在40°C下,照明面积增加了一倍。李瑞生等人发明了一种以聚乙烯或聚丙烯为原料的用于邮政包装盒的塑料中空板及其制造工艺[13],具有重量轻,防潮,防震的优点。耐性,低成本,大的承载强度和高的抗压强度。现有包装盒中使用的材料的缺点是寿命短,成本高和重量重。方德军发明了一种折叠式塑料中空板周转箱[14],具有节省材料,工艺简单,寿命长,强度高,成本低,折叠方法简单,折叠后空间小的优点。塑料瓦楞纸板和瓦楞纸板的几何形状极为相似,但是瓦楞纸板的理论研究比塑料瓦楞纸板成熟得多。因此,瓦楞纸的研究成果对塑料瓦楞纸板的研究具有重要意义。国内外学者常用的分析瓦楞纸板性能的方法是进行大量的实验,并对获得的实验数据进行分析,以找出瓦楞纸板的基本特性。使用数学分析来建立数学模型,然后使用优化方法来分析模型。参数识别[15]。这种方法费时,费力并且浪费资源。随着计算机的发展,有人尝试用有限元方法对瓦楞纸板进行分析,并取得了一定的成果。 M.E. Biancolini研究了使用有限元方法计算瓦楞纸板硬度的方法[16]。 Poorvipa等。用有限元方法研究了塑料瓦楞纸板在轴向应力下的局部弯曲和塌陷[17]。 Tomas Nordstrand分析并检测了瓦楞纸板的变形[18]。 UlfNyman和PerJohan Gustafsson研究了判断瓦楞纸材料和结构失效的基础[19]。刘波用有限元方法分析了瓦楞纸板的力学性能[15]:ANSYS建立了瓦楞纸板的实体模型,模拟了实验条件,对模型施加了边界约束,并将实体模型转化为有限元数学模型。 。屈曲分析计算出瓦楞纸板垂直侧压力的临界载荷。通过该解决方案,获得了瓦楞纸板结构垂直侧压碎的临界载荷,然后使用通用的后处理器绘制了大量的应力云并进行了实验。比较结果。朱冬红指出,纸箱受压时,拐角处的承载力较大,对传统的四角四立面0201型纸箱进行了改进,增加了拐角和受力面,从而提高了受压性。强度[20]。朱立平等。以瓦楞纸箱为材料,系统地研究了瓦楞纸箱的尺寸,瓦楞方向,连接方式,瓦楞纸材料等因素对瓦楞纸箱抵抗力的影响[21]。郭娟等。研究了具有新组合结构的4层双拱形瓦楞纸板。通过对该新纸板的大量分析和各种性能测试,获得了理想的结果[22]。瓦楞纸板是一种空心型材。因此,除了对瓦楞纸板的直接研究外,从空心型材研究中得出的所有结论都可以修改并应用于瓦楞纸板生产的研究。 5研究方向综上所述,塑料瓦楞纸板的实际应用取得了一定的成果,但对塑料瓦楞纸板的理论研究较少。为了指导塑料瓦楞纸板的生产和创新,有必要对塑料瓦楞纸板进行一系列的理论研究。 5.1。材料和配方的研究对于塑料瓦楞纸板,原材料和配方的设计与生产稳定性和塑料瓦楞纸板的质量有关,这是影响塑料瓦楞纸板质量的决定性因素之一[23]。配方设计的目的是优化添加剂,合理地混合搭配,最终实现配方的低成本和高性能。根据合理的配方,还要求树脂和添加剂的质量可靠。即使只有一种原材料有问题,塑料瓦楞纸板的质量也会受到影响甚至不合格。此外,更换材料也是一个很好的创新想法。塑料瓦楞纸板本身的想法来自在瓦楞纸基础上更换材料。可以预见的是,橡胶,铁,陶瓷和由瓦楞纸板制成的复合材料也将获得独特的效果。 5.2对塑料瓦楞纸板结构的研究塑料瓦楞纸板本身就是结构设计重要性的体现。通过合理的结构设计,可以达到提高强度,均匀分散载荷,避免应力集中的目的。到处都是壁厚,弧形或斜角过渡是塑料瓦楞纸板结构设计中必须遵循的原则,而改变横截面的形状是获得具有不同机械性能的塑料瓦楞纸板的主要方法。在结构设计方面,瓦楞纸的许多成就值得我们参考。例如,如上所述,有限元方法已经应用于瓦楞纸板的研究中。该方法可用于静态分析,自然振动分析,屈曲分析,瞬态动态分析,热应力分析和形状优化分析。等待。可以预见,该方法将在塑料瓦楞纸板的结构优化中产生良好的效果。 5.3研究设备和模具包括配料,混合设备,挤出机和辅助机器,模具包括机头和定径模具。设备的完整性对于塑料瓦楞纸板的外观,尺寸精度和物理性能非常重要。因此,必须进行持续改进以确保设备可靠,易于使用,稳定且易于控制,并且可以准确有效地实现塑料瓦楞纸板生产的各种工艺参数和要求。 5.4生产过程研究生产过程包括从原材料到最终产品的整个过程中的加工程序,工艺参数和操作方法。在塑料瓦楞纸板的过程控制中,关键是控制成型每个阶段的温度,压力和速度。资料来源:中国塑料橡胶制品网