【摘 要】
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随着人们对“绿色”材料和生产工艺的需求日益增长,所谓的生物复合材料和生物基材料已经得到广泛的应用。在这些探索中,以菌丝为基础的生物复合材料在包装、隔热和隔音以及家具设计等领域因其不错的性能而得到大量的关注。菌丝基材料不仅生产低耗能、零污染而且可完全生物降解,具有一定的经济效益,是聚合物泡沫塑料的理想替代品。本研究以玉米秸秆为主料,金针菇菌丝、香菇菌丝以及平菇菌丝为天然粘合剂,通过简单的生物技术制备
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随着人们对“绿色”材料和生产工艺的需求日益增长,所谓的生物复合材料和生物基材料已经得到广泛的应用。在这些探索中,以菌丝为基础的生物复合材料在包装、隔热和隔音以及家具设计等领域因其不错的性能而得到大量的关注。菌丝基材料不仅生产低耗能、零污染而且可完全生物降解,具有一定的经济效益,是聚合物泡沫塑料的理想替代品。本研究以玉米秸秆为主料,金针菇菌丝、香菇菌丝以及平菇菌丝为天然粘合剂,通过简单的生物技术制备成一种可降解的菌丝基多孔复合缓冲材料,探究了接种量、玉米秸秆粒度、培养时间以及材料密度对其性能的影响,并对比了相同条件下制备的两种不同菌种菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料的性能。主要研究内容如下:(1)金针菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料的制备及其工艺参数的确定。本文利用金针菇菌丝球接菌制备多孔复合材料,采用单因素试验设计方案确定了以金针菇菌丝体接种量、玉米秸秆粒度和生长时间为三个主要因素,以压缩强度、单位体积变形能、回弹率和能量吸收效率为性能评价指标,确定了金针菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料的优化制备条件。结果表明,金针菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料制备的最优条件为:接种量为3.0%,玉米秸秆粒度为20-60目,生长时间为10天。以此最优配方条件制备的材料的压缩强度为93.02KPa,回弹率为33.17%,单位体变形能为8.72×10~4J/m~3,能量吸收效率为0.25。(2)香菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料的制备及其工艺参数的确定。本文利用香菇菌丝球接菌制备多孔复合材料,采用单因素试验设计方案确定了以香菇菌丝体接种量、玉米秸秆粒度和生长时间为三个主要因素,以压缩强度、单位体积变形能、回弹率和能量吸收效率为性能评价指标,确定了香菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料的优化制备条件,并将香菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料与金针菇/菌丝玉米基多孔复合材料的性能进行对比。结果表明,香菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料制备的最优条件为:接种量为1.8%,玉米秸秆粒度为20-60目,生长时间为15天。以此最优配方条件制备的材料的压缩强度为70.72KPa,回弹率为30.44%,单位体变形能为7.26×10~4J/m~3,能量吸收效率为0.21。香菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料的性能劣于金针菇/菌丝玉米基多孔复合材料的性能。(3)平菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料的制备及其工艺参数的确定。本文利用扩大化培养后得到的固体平菇菌种接菌来制备多孔复合材料,采用单因素试验设计方案确定了以固体平菇菌种接种量、风干后的材料密度和生长时间为三个主要因素,以压缩强度、单位体积变形能、回弹率和能量吸收效率为性能评价指标,确定了平菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料的优化制备条件。结果表明,平菇菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料制备的最优条件为:接种量为20%,生长时间为20天,多孔材料密度为16.5g/cm~3。以此最优配方条件制备的材料的压缩强度为56.86KPa,回弹率为37.06%,单位体变形能为7.25×10~4J/m~3,能量吸收效率为0.20。综上所述,本研究利用不同真菌菌种所制备的真菌菌丝/玉米秸秆基多孔复合材料具备优良的缓冲性能和环境友好性等,可以作为缓冲材料用于运输包装领域。本研究不仅为玉米秸秆的再利用提供了新的途径,也为菌丝植物纤维基复合材料的开发提供了实验基础和参考依据。
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