［摘要］本文對EPS發泡塑料包裝制品的新型替代品--植物纖維發泡制品的制作，工藝及設備特點，化學發泡劑發泡及水蒸汽發泡技術，國內外該項技術的發展狀況的介紹。

　　目前用于工業品防震內襯的主要替代產品是紙漿模塑包裝制品，它以廢舊報紙、紙箱等為主要原料，經水力機械碎漿、模具真空吸附成型、再經過干燥而成。其產品應用領域可涵蓋電子、機械零部件、工業儀表、電工、工具、家電、電腦、玻璃和塑料制品、農產品等行業。但其制品過于致密，抗震耐沖擊性能大大低于EPS材料。該包裝制品的抗震耐沖性能主要通過制品的幾何結構來保證，由于受到模具結構及加工技術的影響，制品的發展受到很大制約。目前只能制作小型包裝襯墊。而制作大型家電的包裝襯墊及填充仍需采用EPS發泡塑料制品。這一技術難題至今未能得到有效解決。同時，由于紙漿模塑制品的成本比EPS發泡制品要高，因而發展受到限制。

　　近年來，一種新型的包裝制品材料——植物纖維發泡包裝制品及其成型技術正在研究開發中。該制品是以植物纖維（廢舊報紙、紙箱纖維及其它植物纖維材料等）以及淀粉添加劑材料制作而成，具有不污染環境、制作工藝簡單、成本低廉、原料來源廣、防震隔震性能優于紙漿模塑制品等特點。該材料不僅可以制作防震內襯，也可替代EPS制作填充顆料物體，其效果與EPS制品相當。國外在進行發泡型植物纖維緩沖包裝材料的制作及機理方面的研究，已取得了不同程度的階段性成果。其實驗室制成的樣品，足以顯示出該產品的發展具有巨大市場潛力，但目前該技術離實現工業化大規模生產還有一定的距離。 

　　植物纖維發泡制品的性能和特點

　　（1）不污染環境，有利于回收，有利于產品出口；

　　（2）適用范圍廣泛。隨著植物纖維發泡技術的進步，該制品可用于替代現在使用的EPS泡沫內襯及填充包裝；

　　（3）綜合成本低。植物纖維發泡產品與紙漿模塑產品相比，工藝簡單、無需形狀復雜的成型模及熱壓模、生產時間及周期短，能耗和原料成本低；

　　（4）防靜電、防腐蝕性能優于EPS發泡材料，防震性能優于紙漿模塑產品。與發泡塑料制品的緩沖性能基本相當，而無需像紙模制品那樣需通過復雜的幾何形狀構成力學結構來增大緩沖性能，降低了制品的制作難度； 

　　（5）在力值檢測中，吸震和抗震均優于紙漿模塑產品，并可按不同包裝對象要求加入增強劑、柔軟劑、防水劑、防油劑、防燃劑等多種輔助添加劑，實現多種功能；

　　（6）可制作大型家電產品及電子產品的包裝襯墊及填充料，可填補紙漿模塑產品至今還無法制作該類包裝產品的空白。

　　制作工藝及設備特點

　　植物纖維發泡材料具有生產工藝比較簡單、無需多次發泡和冷卻的特點。植物纖維發泡制品的發泡工藝主要有兩種：使用化學發泡劑及不使用化學發泡劑。

　　不使用發泡劑的植物纖維發泡制品是采用舊書廢報紙或其它纖維和淀粉作原料。該發泡制品通過水蒸汽的作用發泡，其制品生產和使用都不會損害環境，用過的制品可以和普通垃圾一樣處理，還可以回收，重新加工。從經濟效益來看，生產同樣數量的包裝材料，纖維發泡制品比泡沫塑料還要便宜，具有廣闊的應用前景。 

　　使用發泡劑的植物纖維發泡制品，其制作工藝與不用發泡劑植物纖維發泡制品基本相同，只是發泡的媒介不是利用水蒸汽，而是采用各種發泡劑。該方法對于發泡的控制比較容易，目前的發泡劑主要有：碳酸氫鈉、尿素、OBSH、偶氮二甲酰胺，甲苯磺酰肼等。其中有些發泡劑對環境有不利的影響，如果選用不當會對環境造成影響。

　　植物纖維發泡制品的制作方法有一步法成型和兩步法成型。

　　一步法成型的工藝特點是采用整體澆注發泡成型，其工藝流程主要為：物料——混合——制漿——澆注——發泡成型——熟化——脫模——成品。

　　兩部法成型的工藝特點是：將回收的舊書報或其他植物粉碎碾成纖維狀，使其和淀粉按一定的比例混合，在擠壓機中制成直徑1~3mm的圓柱顆料。在擠壓過程中，原料受水蒸汽作用發泡，形成顆粒型發泡紙漿。再用發泡紙漿顆粒作原料，將發泡紙漿顆粒送入專用的金屬模具中進行加壓加熱，制作成相應形狀的包裝制品。 

　　植物纖維發泡制品的生產線主要有下列設備組成：粉碎機、混煉機、反應釜、顆粒膨化機、氣力輸送機、制品成型機以及控制系統、液壓系統、空氣系統、動力系統、加熱系統及其他輔助設備。

　　研究現狀

　　目前，一些發達國家正在加緊進行植物纖維發泡技術的研究，期望該新型包裝材料能夠替代還在廣泛使用的EPS發泡材料。國外植物纖維發泡制品所采用的方法主要集中在不添加化學發泡劑的工藝方面，原料是通過水蒸汽的作用發泡，形成顆粒型發泡紙漿。日本在該項技術上已取得較為顯著的成績。

　　日本工業技術研究所開發了用廢紙作原料的干式紙漿發泡技術。這種廢紙無需用水溶化，該制作包裝材料的技術與濕式紙漿模法相比，所制出的產品具有更好的生物分解性，不會造成二次公害。該項技術是將廢紙粉碎到5mm2以下，與淀粉漿糊混合制成直徑1~3mm的粒子。將粒子吹入處于開啟狀態的金屬模后再關閉加熱，漿糊中含有的水分在加熱過程中從通氣孔排出，可制作成精度、厚與金屬模相應的包裝制品。在制作發泡包裝材料時，可預先將廢紙和淀粉漿糊的小粒發泡，該發泡體涂上淀粉漿糊吹入金屬模，或者將粒子加入發泡材料在金屬模內使之發泡。由于該項技術不需用大量的水，因而不需要配備干燥流水線和廢水處理設備。 

　　國內研究現狀

　　近年來，我國有幾所院校正在進行這方面的技術研究開發，并已取得了階段性成果。國內的工藝方法主要集中在使用添加劑化學發泡劑方面。目前武漢遠東綠世界公司和通山科學工業技術研究所共同研制的雙發泡植物纖維發泡包裝新材料，可用于家電生產企業替代泡沫塑料包裝。該材料是用改性淀粉和高纖維填充物為原料，在高效復合發泡的作用下經低溫發泡選粒，高溫發泡成型技術生產而成，具有防潮，抗震，抗壓，強度好，重量輕，價格低等特點，該材料降解率可達到78.4%，是一種新型環保包裝材料，是塑料泡沫包裝材料的極佳替代品。

　　國外研究現狀

　　目前，一些發達國家正在加緊進行植物纖維發泡技術的研究，期望該新型包裝材料能夠替代還在廣泛使用的EPS發泡材料。國外植物纖維發泡制品所采用的方法主要集中在不添加化學發泡劑的工藝方面，原料是通過水蒸氣的作用發泡，形成顆粒型發泡紙漿。日本在該項技術上已取得較為顯著的成績。

　　日本工業技術研究所開發了用廢紙作原料的干式紙漿發泡技術。這種廢紙無需用水溶化，該制作包裝材料的技術與濕式紙漿模法相比，所制出的產品具有更好的生物分解性，不會造成二次公害。該項技術是將廢紙粉碎到5mm2以下，與淀粉漿糊混合制成直徑1-3mm的粒子。將粒子吹入處于開啟狀態的金屬模后再關閉加熱，漿糊中含有的水分在加熱過程中從通氣孔排出，可制作成精度、厚與金屬模相應的包裝制品。在制作發泡包裝材料時，可預先將廢紙和淀粉漿糊吹入金屬模，或者將粒子加入發泡材料在金屬模內使之發泡。由于該項技術不需用大量的水，因而不需要配備干燥流水線和廢水處理設備。

　　目前存在問題的對策

　　（1）重點發展對環境無影響的植物纖維發泡技術的發泡方法主要是采用添加化學發泡劑來進行的。由于化學發泡劑對環境不利，因而應象發達國家那樣，大力開發研究利用水蒸汽實現植物纖維的發泡，以徹底避免對環境的影響。

　　（2）加強植物纖維發泡制品的工業生產技術設備的研制。
當前無論國內還是國外，對植物纖維發泡制品的研究基本上還處在實驗室階段，還未達到實現工業化、大規模生產的要求，為實現這一目標，應在產品配方、工藝參數選擇、專用設備研究、專用模具設計等方面加大研究力度，尤其是在實現滿足連續化，自動化生產要求方面要有新的突破。

　　（3）對植物纖維發泡包裝制品特性進行全面、系統的研究。近年對植物纖維發泡制品的性能特點研究主要集中在單件和實驗性方面，而對于多件或實際應用的性能參數還未獲得驗證，因而在這方面應加大研究力度，獲得植物發泡包裝制品在各種實際使用狀態下的性能參數，以便進行針對性的改進，提高植物纖維發泡包裝制品的綜合使用性能。(peter)