［摘要］本文对EPS发泡塑料包装制品的新型替代品--植物纤维发泡制品的制作，工艺及设备特点，化学发泡剂发泡及水蒸汽发泡技术，国内外该项技术的发展状况的介绍。

　　目前用于工业品防震内衬的主要替代产品是纸浆模塑包装制品，它以废旧报纸、纸箱等为主要原料，经水力机械碎浆、模具真空吸附成型、再经过干燥而成。其产品应用领域可涵盖电子、机械零部件、工业仪表、电工、工具、家电、电脑、玻璃和塑料制品、农产品等行业。但其制品过于致密，抗震耐冲击性能大大低于EPS材料。该包装制品的抗震耐冲性能主要通过制品的几何结构来保证，由于受到模具结构及加工技术的影响，制品的发展受到很大制约。目前只能制作小型包装衬垫。而制作大型家电的包装衬垫及填充仍需采用EPS发泡塑料制品。这一技术难题至今未能得到有效解决。同时，由于纸浆模塑制品的成本比EPS发泡制品要高，因而发展受到限制。

　　近年来，一种新型的包装制品材料——植物纤维发泡包装制品及其成型技术正在研究开发中。该制品是以植物纤维（废旧报纸、纸箱纤维及其它植物纤维材料等）以及淀粉添加剂材料制作而成，具有不污染环境、制作工艺简单、成本低廉、原料来源广、防震隔震性能优于纸浆模塑制品等特点。该材料不仅可以制作防震内衬，也可替代EPS制作填充颗料物体，其效果与EPS制品相当。国外在进行发泡型植物纤维缓冲包装材料的制作及机理方面的研究，已取得了不同程度的阶段性成果。其实验室制成的样品，足以显示出该产品的发展具有巨大市场潜力，但目前该技术离实现工业化大规模生产还有一定的距离。 

　　植物纤维发泡制品的性能和特点

　　（1）不污染环境，有利于回收，有利于产品出口；

　　（2）适用范围广泛。随着植物纤维发泡技术的进步，该制品可用于替代现在使用的EPS泡沫内衬及填充包装；

　　（3）综合成本低。植物纤维发泡产品与纸浆模塑产品相比，工艺简单、无需形状复杂的成型模及热压模、生产时间及周期短，能耗和原料成本低；

　　（4）防静电、防腐蚀性能优于EPS发泡材料，防震性能优于纸浆模塑产品。与发泡塑料制品的缓冲性能基本相当，而无需像纸模制品那样需通过复杂的几何形状构成力学结构来增大缓冲性能，降低了制品的制作难度； 

　　（5）在力值检测中，吸震和抗震均优于纸浆模塑产品，并可按不同包装对象要求加入增强剂、柔软剂、防水剂、防油剂、防燃剂等多种辅助添加剂，实现多种功能；

　　（6）可制作大型家电产品及电子产品的包装衬垫及填充料，可填补纸浆模塑产品至今还无法制作该类包装产品的空白。

　　制作工艺及设备特点

　　植物纤维发泡材料具有生产工艺比较简单、无需多次发泡和冷却的特点。植物纤维发泡制品的发泡工艺主要有两种：使用化学发泡剂及不使用化学发泡剂。

　　不使用发泡剂的植物纤维发泡制品是采用旧书废报纸或其它纤维和淀粉作原料。该发泡制品通过水蒸汽的作用发泡，其制品生产和使用都不会损害环境，用过的制品可以和普通垃圾一样处理，还可以回收，重新加工。从经济效益来看，生产同样数量的包装材料，纤维发泡制品比泡沫塑料还要便宜，具有广阔的应用前景。 

　　使用发泡剂的植物纤维发泡制品，其制作工艺与不用发泡剂植物纤维发泡制品基本相同，只是发泡的媒介不是利用水蒸汽，而是采用各种发泡剂。该方法对于发泡的控制比较容易，目前的发泡剂主要有：碳酸氢钠、尿素、OBSH、偶氮二甲酰胺，甲苯磺酰肼等。其中有些发泡剂对环境有不利的影响，如果选用不当会对环境造成影响。

　　植物纤维发泡制品的制作方法有一步法成型和两步法成型。

　　一步法成型的工艺特点是采用整体浇注发泡成型，其工艺流程主要为：物料——混合——制浆——浇注——发泡成型——熟化——脱模——成品。

　　两部法成型的工艺特点是：将回收的旧书报或其他植物粉碎碾成纤维状，使其和淀粉按一定的比例混合，在挤压机中制成直径1~3mm的圆柱颗料。在挤压过程中，原料受水蒸汽作用发泡，形成颗粒型发泡纸浆。再用发泡纸浆颗粒作原料，将发泡纸浆颗粒送入专用的金属模具中进行加压加热，制作成相应形状的包装制品。 

　　植物纤维发泡制品的生产线主要有下列设备组成：粉碎机、混炼机、反应釜、颗粒膨化机、气力输送机、制品成型机以及控制系统、液压系统、空气系统、动力系统、加热系统及其他辅助设备。

　　研究现状

　　目前，一些发达国家正在加紧进行植物纤维发泡技术的研究，期望该新型包装材料能够替代还在广泛使用的EPS发泡材料。国外植物纤维发泡制品所采用的方法主要集中在不添加化学发泡剂的工艺方面，原料是通过水蒸汽的作用发泡，形成颗粒型发泡纸浆。日本在该项技术上已取得较为显著的成绩。

　　日本工业技术研究所开发了用废纸作原料的干式纸浆发泡技术。这种废纸无需用水溶化，该制作包装材料的技术与湿式纸浆模法相比，所制出的产品具有更好的生物分解性，不会造成二次公害。该项技术是将废纸粉碎到5mm2以下，与淀粉浆糊混合制成直径1~3mm的粒子。将粒子吹入处于开启状态的金属模后再关闭加热，浆糊中含有的水分在加热过程中从通气孔排出，可制作成精度、厚与金属模相应的包装制品。在制作发泡包装材料时，可预先将废纸和淀粉浆糊的小粒发泡，该发泡体涂上淀粉浆糊吹入金属模，或者将粒子加入发泡材料在金属模内使之发泡。由于该项技术不需用大量的水，因而不需要配备干燥流水线和废水处理设备。 

　　国内研究现状

　　近年来，我国有几所院校正在进行这方面的技术研究开发，并已取得了阶段性成果。国内的工艺方法主要集中在使用添加剂化学发泡剂方面。目前武汉远东绿世界公司和通山科学工业技术研究所共同研制的双发泡植物纤维发泡包装新材料，可用于家电生产企业替代泡沫塑料包装。该材料是用改性淀粉和高纤维填充物为原料，在高效复合发泡的作用下经低温发泡选粒，高温发泡成型技术生产而成，具有防潮，抗震，抗压，强度好，重量轻，价格低等特点，该材料降解率可达到78.4%，是一种新型环保包装材料，是塑料泡沫包装材料的极佳替代品。

　　国外研究现状

　　目前，一些发达国家正在加紧进行植物纤维发泡技术的研究，期望该新型包装材料能够替代还在广泛使用的EPS发泡材料。国外植物纤维发泡制品所采用的方法主要集中在不添加化学发泡剂的工艺方面，原料是通过水蒸气的作用发泡，形成颗粒型发泡纸浆。日本在该项技术上已取得较为显著的成绩。

　　日本工业技术研究所开发了用废纸作原料的干式纸浆发泡技术。这种废纸无需用水溶化，该制作包装材料的技术与湿式纸浆模法相比，所制出的产品具有更好的生物分解性，不会造成二次公害。该项技术是将废纸粉碎到5mm2以下，与淀粉浆糊混合制成直径1-3mm的粒子。将粒子吹入处于开启状态的金属模后再关闭加热，浆糊中含有的水分在加热过程中从通气孔排出，可制作成精度、厚与金属模相应的包装制品。在制作发泡包装材料时，可预先将废纸和淀粉浆糊吹入金属模，或者将粒子加入发泡材料在金属模内使之发泡。由于该项技术不需用大量的水，因而不需要配备干燥流水线和废水处理设备。

　　目前存在问题的对策

　　（1）重点发展对环境无影响的植物纤维发泡技术的发泡方法主要是采用添加化学发泡剂来进行的。由于化学发泡剂对环境不利，因而应象发达国家那样，大力开发研究利用水蒸汽实现植物纤维的发泡，以彻底避免对环境的影响。

　　（2）加强植物纤维发泡制品的工业生产技术设备的研制。
当前无论国内还是国外，对植物纤维发泡制品的研究基本上还处在实验室阶段，还未达到实现工业化、大规模生产的要求，为实现这一目标，应在产品配方、工艺参数选择、专用设备研究、专用模具设计等方面加大研究力度，尤其是在实现满足连续化，自动化生产要求方面要有新的突破。

　　（3）对植物纤维发泡包装制品特性进行全面、系统的研究。近年对植物纤维发泡制品的性能特点研究主要集中在单件和实验性方面，而对于多件或实际应用的性能参数还未获得验证，因而在这方面应加大研究力度，获得植物发泡包装制品在各种实际使用状态下的性能参数，以便进行针对性的改进，提高植物纤维发泡包装制品的综合使用性能。(peter)