第1个回答 2010-12-19
塑料包装材料因尚无较多经济的替代品而形成了大量的白色污染，其危害程度日益为人们所重视；而每年的夏秋两季，为保护行道树，园林工人对树上的枝条进行修剪，大量的树叶及枝条于是成了废弃物，被运走后进行填埋，费功费地。
本研究认为树叶可用于制造各类纸制品以解决其出路问题，同时进一步替代塑料包装材料，减少白色污染和城市垃圾处理压力。本研究经过实验已找到用树叶制造包装材料的方法。
树叶中主要含有纤维素，但其韧性较差，故本研究添家入其它纸制品以补充入其他纤维增加其成型能力。实验中，首先采集树叶和准备废纸原料，将所有材料粉碎后备用，然后采用碱法制浆，将所有原料置入一定浓度的氢氧化钠溶液中煮沸，然后捞取纸浆灌入模具中压制成型，最后经一定温度烘干制得成品。
过程如下：（漂白过程可选择是否进行，故用虚线框）
本研究已初步寻找到一种合理配方，采用树叶与废纸浆料质量比为十比一时具有较好的材质和性能，使制得材料在韧性和硬度方面的性质能替代塑料包装材料。
树叶制作的包装材料不仅易于快速降解处理而且有效解决了城市落叶的处理问题，减轻了城市垃圾的填埋压力，且价格低廉，制作过程简便，故是一种理想的包装材料，应用前景广泛。
一、 引言
塑料包装材料因尚无经济的替代品而形成了大量的白色污染，其危害程度日益为人们所重视；而每年的夏秋两季，为保护行道树，园林工人对树上的枝条进行修剪，大量的树叶及枝条于是成了废弃物，被运走后进行填埋，费功费地。本研究认为树叶可用于制造各类纸制品以缓解城市用纸的紧张，从而进一步替代塑料包装材料，减少白色污染和城市垃圾处理压力，故具有一定的社会与经济价值. 本研究经过试验已找到用树叶制造包装材料的方法。下文就此展开讨论。（枝条用于造纸已投入应用，故本研究不再展开深入。） 由于本市的行道树种主要为悬铃木，故采取该种树的树叶作为试验的原料，以使试验更具代表性。试验的目标是证明树叶制包装材料的可行性，为树叶制品提供的生产配方及方法，故本研究采取不同的配方进行比较研究。
二、 试验原理
树叶中含有纤维素和木质素，但是其纤维缺乏韧性，故我们选择了较常见的废纸材料废纸巾作为配料，以提高其成型能力，并运用碱法制浆工艺，进行蒸煮制浆。 碱法蒸煮对纤维素的作用原理是以氢氧化钠和高温的作用，破坏纤维初生壁，同时纤维素大分子发生降聚，其中低聚合度的纤维素发生部分溶解。其对木质素的作用原理是利用碱液的NaOH与木素相作用，使呈三维交联网络结构的木素的化学键发生一定程度的断裂，并在木素中引入亲水基，使木素大分子降解后形成若干碎片甚至低分子物而溶于碱液中。
三、 试验过程
1、 取材 采取路边行道树下的枝条。取下枝条上的树叶，粉碎后置于阳光下晒干（在工业化生产中可直接把枝条与树叶一起粉碎，并进行烘干），尽可能地去除叶肉组织中的水分。同时，制备由废纸巾煮烂后得到的配料。
2、 制浆 采用碱法制浆，在烧杯中置入1mol/L的NaOH溶液，取干重M克（见表一）的原料及配料，使之被完全浸没在浴比为1:3.5的溶液中，控温140摄氏度煮沸，保持沸腾状态30分钟，即可在烧杯中得到浆料。
3、 漂白 对浆料进行漂白，可以根据产品使用要求的不同而进行不同程度的漂白处理，如用次氯酸钠、亚氯酸钠、或二氧化氯进行漂白等。由于初步试验产品对外观色泽要求不高和试验条件的限制，故在本研究中尚未进行。
4、 压型 将浆料用不锈钢丝网捞出，用水冲洗至pH呈弱碱性。将废纸浆和叶浆配料搅拌调匀，灌入已准备好的自制模具中，加热抽吸压制成型。
5、 烘干 放入烘箱中，在120摄氏度的条件下烘干90分钟，取出后用1％的醋酸溶液作为防腐剂，喷洒制品表面。再控温100摄氏度烘干60分钟，即成成品。 流程图如下：
本研究已依照在此方法获得了长方形、圆形等各式的板材。
在研究中为了找到废纸料和树叶的优化配方，进行了如下表四组比较实验，其中树叶皆来自同一地点同一时间采集的树叶中。在比较实验中，为了得到材料的强度情况，选用材料在垂直方向上承载质量与成品质量的比值的多少为标准（即质量比强度）。把在同一次制作的成品分成等体积的三分进行实验取平均值，力求使结果比较具有代表性。同时为了使成品具有实用意义，对产品的塑型和防潮能力也进行了判比。主要观察成品表面是否光洁，遇水后是否开裂。
分类列表如下： （表一）
四、讨论
1、 废纸料与树叶干重的合理比值
由上表可知，当树叶质量百分比越大时，成型情况就越差，表面比较粗糙，难以胜任作纸材料的要求；而废纸料含量越大时，防潮能力就越差。这主要由两种纤维不同的材质造成。同时，由表一可知，如果树叶含量较高时，强度就比较大，基于纸材料对强度、防潮、成型这三方面都有一定的要求，本研究认为选取方案二最佳。首先，其强度、成型、防潮方面的综合能力最符合作为纸制品的要求，甚至相对优越一些，其次，用料中树叶较多，成本也就比较低，符合市场的要求。
2、 降解的时间问题
一般情况下，秸杆回田最多只需两个月即可降解，本研究中的所有材料皆经过粉碎，有机质含量又比较丰富，仅加入少量防腐剂，经过初步试验，填埋入土后，一般在两个月内即可降解，堪称是一种绿色制品。这是区别于塑料制品难以降解的最大优点。
3、 蒸煮后的残液的利用问题（主要成分为NaOH）
碱法蒸煮后形成的黑液如不加以妥善利用，则会形成污染。黑液中的含碱量较高，回收利用可节约蒸煮用碱量，降低生产成本。因此，在试验中，本研究尝试黑液的循环利用，取得良好效果。 同时，据本研究了解，黑液在工业生产中，可以用来制成农肥胡敏酸铵。经过十多年的使用资料表明：它对水稻、大小麦一般都增产14％左右，对棉花一般增产11％左右。 注：胡敏酸是土壤腐殖质的主要组成部分。其分子结构中的核有芳环、杂环和多环化合物，它们由碳链或键桥连接成疏松的网状。
4、 防腐剂问题
考虑到用树叶制得的物品有一定的防腐要求，应此采用低量醋酸钠（CH3COONa）作为防腐剂，由于试验过程中已有氢氧化钠参与，经中和后有一定的微碱性，故只需喷洒一定浓度的醋酸即可 。 1、方程式如下：CH3COOH+NaOH CH3COOHNa+H2O
五、展望
1、树叶回收问题
鉴于路上行道树落叶产生的随机性，因此目前对其规模化的回收利用尚有难度，故目前主要收集对象为夏秋两季园林工人修剪下的枝条和树叶，可以由卡车直接运入工厂。以上海市有一百万棵行道树计，假设每棵树一季可提供树叶枝条平均约100公斤，这样便可得原料树叶10万吨，由上表中成品质量与树叶质量的比值可知，可得产品约13000吨。在工业化生产中，可以把枝条打成木浆，这本身也提供了一种有利于塑型的物质，减少了废纸料的用量，使得生产过程更经济，效益更高。
2、产品的前景
目前，白色污染的危害已为人们广泛认识，资源紧缺的问题也困扰着人们，发展新型纸材料已成为当务之急。据我们已做出的成品来看，该方法可用于生产杯垫，蛋盒乃至进一步生产快餐盒等各类器皿，简便易行，经济高效，产品质轻性优，符合生活应用要求。不仅解决了树叶作为垃圾增加了城市垃圾处理压力的问题，也可作为环保新材料用于生产生活。基于以上几点，树叶纸材料在环保中是大有用武之地的。本回答被网友采纳