包裝袋及塑料薄膜機械性能檢測方法綜合介紹
發(fā)布時間：2024-04-09
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作者：泉科瑞達儀器
包裝袋及塑料薄膜作為商品應(yīng)用廣泛的包裝材料，其機械性能對于確保產(chǎn)品質(zhì)量、保護商品安全以及提升消費者體驗具有至關(guān)重要的作用，擁有可靠的機械性能，是包裝袋對內(nèi)裝物實施最好保護的基本指標，如果包裝袋的機械性能不達標，在使用過程中就很容易發(fā)生破損，進而有可能發(fā)生內(nèi)裝物泄露的情況。因此，對包裝袋及塑料薄膜進行機械性能檢測顯得尤為重要。本文由山東泉科瑞達儀器設(shè)備有限公司整合介紹包裝袋及塑料薄膜機械性能檢測方法的基本原理、常見方法，旨在為讀者提供全面的技術(shù)參考。
一、機械性能檢測的重要性
包裝袋及塑料薄膜的機械性能是指材料在受到外力作用時所表現(xiàn)出的力學(xué)特性，主要包括拉伸強度、剝離強度、撕裂強度、抗沖擊、抗壓、耐穿刺性能等方面。這些性能直接關(guān)系到包裝材料的承載能力、耐用性和穩(wěn)定性，對于保護商品、延長保質(zhì)期、提高運輸效率等方面具有關(guān)鍵作用。因此，對包裝袋及塑料薄膜進行機械性能檢測，可以確保包裝材料的質(zhì)量和安全，提高產(chǎn)品的市場競爭力。
二、常見機械性能檢測方法
剝離強度
剝離強度又稱為復(fù)合強度或復(fù)合牢度，主要考察復(fù)合膜層與層之間的黏合強度。復(fù)合膜的主要生產(chǎn)方式是干式復(fù)合和無溶劑復(fù)合，膜間黏合質(zhì)量的好壞直接影響著復(fù)合軟包裝的強度、阻隔性和使用壽命。如果黏合強度過低，由其生產(chǎn)的軟包裝則極易在使用過程中出現(xiàn)層間分離現(xiàn)象，從而產(chǎn)生泄露等問題。
剝離強度的測試標準應(yīng)參照GB/T 8808-1988《軟質(zhì)復(fù)合塑料材料剝離試驗方法》。剝離強度試驗試樣夾持示意圖如圖1所示，當復(fù)合膜層間不能完整剝離或復(fù)合層發(fā)生斷裂時，其剝離強度判為合格，但前提需確保復(fù)合膜的拉伸強度符合相關(guān)標準要求。
DBL-01電子剝離試驗機-復(fù)合膜剝離強度、亞敏膠標簽剝離強度測試
2.熱封強度
熱封強度用于評定薄膜與薄膜或薄膜與其他基材(如鋁箔等)進行熱封時的質(zhì)量。軟包裝一般采用熱壓封合的方法進行封裝，包裝的密封性是否完好，很大程度上取決于熱封質(zhì)量。在產(chǎn)品保存和運輸過程中，若軟包裝的熱封強度太低，可能會導(dǎo)致封口開裂，從而發(fā)生泄漏等問題。
熱封強度檢測試驗標準應(yīng)參照QB/T 2358-1998《塑料薄膜包裝袋熱合強度試驗方法》，該標準適用于各種塑料薄膜包裝袋熱封強度的測定。 熱封強度測試試樣形狀與尺寸如圖2所示。
HSPT-01熱封試驗儀
3.撕裂強度
撕裂強度是指包裝袋及塑料薄膜在受到撕裂力作用時的抵抗能力。一般做褲型或直角撕裂強度，用來考核塑料薄膜的抗撕裂能力，是指對標準試樣施加拉伸負荷，使試樣在直角口處撕裂，測定試樣的撕裂力。
直角撕裂強度測試的依據(jù)是QB/T 1130-1991《塑料直角撕裂性能試驗方法》，該標準適用于薄膜、薄片及其他類似的塑料材料。直角撕裂強度測試試樣示意圖如圖3所示，如果試樣太薄，可采用多片試樣疊合起來進行實驗，但單片和疊合試樣的試驗結(jié)果不可比較。
SLT-01撕裂度儀
另外也有通過埃萊門多法法擺錘撕裂儀進行測試儀撕裂強度。測試時，通常采用擺錘式撕裂試驗機（埃爾門多夫撕裂試驗機），將試樣置于試驗機上，施加一定的撕裂力，記錄試樣撕裂所需的能量或力。撕裂強度測試可以評估材料在受到外力撕扯時的抗撕裂能力，對于評價包裝袋及塑料薄膜的耐用性和安全性具有重要意義。
4. 耐沖擊性能
抗沖擊性是指包裝袋及塑料薄膜在受到?jīng)_擊作用時的抵抗能力，用來評估塑料薄膜在經(jīng)受高速沖擊時的韌性或抵抗斷裂的能力。在許多場合中，軟包裝或其他塑料薄膜制品不可避免地會受到突然沖擊，能夠耐受住這種突然負荷才能滿足使用要求。因此，塑料薄膜的耐沖擊性能在工程應(yīng)用上是一項很重要的性能指標，可以反映不同材料抵抗高速沖擊的能力。
GB/T 8809-2015《塑料薄膜抗擺錘沖擊試驗方法》規(guī)定了各種塑料薄膜的抗擺錘沖擊試驗。利用擺錘式薄膜沖擊試驗機(如圖4)進行試驗，實驗時半球形沖頭在一定速度下沖擊并穿過薄膜試樣，測量半球形沖頭所消耗的能量，以此來評價塑料薄膜的抗擺錘沖擊能力。
智能型擺錘沖擊試驗儀FIT-03H
部分材料也有采用落球沖擊試驗機，將一定質(zhì)量的鋼球從一定高度自由落下，沖擊試樣表面，記錄試樣受到的沖擊能量和沖擊后的破損情況?？箾_擊性測試可以評估材料在受到外力沖擊時的抗沖擊能力，對于評價包裝袋及塑料薄膜的抗破損性能具有重要意義。
5、耐壓性能
通常情況下，軟包裝在倉儲及運輸過程中受外界壓力的作用，不可避免地會發(fā)生堆碼破裂、擠壓損傷等情況，從而影響成品質(zhì)量。GB/T 10004-2008《包裝用塑料復(fù)合膜、袋 干法復(fù)合、擠出復(fù)合》規(guī)定，當內(nèi)容物為粉狀、液體或需要做充氣、抽真空包裝時，必須測試軟包裝的耐壓性能和跌落性能。軟包裝的耐壓性能是通過模擬包裝倉儲、運輸?shù)冗^程的堆碼、擠壓等行為，來檢測試樣的耐壓能力，其目的是檢測軟包裝袋的壓力承受能力。
NYQ-01包裝耐壓試驗機
耐壓試驗示意圖如圖5所示，在耐壓試驗中，上、下加壓板應(yīng)保持水平，且加壓板無變形，與試驗袋的接觸面應(yīng)光滑，上、下加壓板的面積應(yīng)大于試驗袋。按規(guī)定加放砝碼，保持1min，當砝碼重量加至試驗袋破裂時，試驗結(jié)束，此時砝碼質(zhì)量加與加壓板質(zhì)量之和就是試驗袋的最大耐受力。
6、拉伸性能
拉伸性能是塑料薄膜的重要物理機械性能指標，塑料薄膜的拉伸性能是否合格，很大程度上決定了軟包裝的使用質(zhì)量。拉伸強度是指包裝袋及塑料薄膜在拉伸過程中所能承受的最大力。測試時，將試樣置于拉伸試驗機上，以恒定速度拉伸至斷裂，記錄最大拉伸力和斷裂時的伸長率。拉伸強度測試可以評估材料的拉伸承載能力，對于判斷包裝袋及塑料薄膜的耐用性和穩(wěn)定性具有重要意義。
塑料薄膜的拉伸性能可通過拉伸強度(縱/橫向)試驗得出，塑料薄膜試樣在拉伸夾具的作用下，向特定方向(縱向或橫向)以一定實驗速度被拉伸，直至試樣斷裂，拉伸強度以實驗過程中塑料薄膜試樣斷裂時的最大作用力除以塑料薄膜的截面積來表示。
斷裂伸長率則是指在拉伸實驗中，塑料薄膜試樣斷裂時標線間距離的增加量與初始標距之比，該值用來衡量塑料薄膜在未斷裂時的延伸能力。
拉伸強度和斷裂伸長率應(yīng)按照按GB/T 1040.3-2006《塑料 拉伸性能的測定 第3部分：薄塑和薄片的試驗條件》規(guī)定進行試驗。按照標準規(guī)定，塑料薄膜試樣沿縱、橫方向大約等間隔裁取，取長條型試樣，試樣寬度為15mm，取樣總長度不小于150mm，試驗速度為200mm/min，每組試樣不少于5個，標距(即試驗機夾具間距離)為100mm。值得注意的是，若試樣變形率較大，可以考慮減小標距，但最小也不得少于50mm;制備試樣時要求邊緣光滑，無損傷或缺口現(xiàn)象，因為微小瑕疵易產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致試樣內(nèi)部變形集中而使得試驗失效。需要強調(diào)的是，若試樣的斷裂部分出現(xiàn)在實驗夾具內(nèi)，則該次試驗作廢。
因為塑料薄膜是高分子聚合物，具有黏彈性，其應(yīng)力松弛過程與變形速率密切相關(guān)。當?shù)退倮鞎r，高分子鏈段有時間進行位移重排，呈現(xiàn)韌性行為;當高速拉伸時，高分子鏈段的運動跟不上外部作用力的施加速度，呈現(xiàn)脆性行為。所以，在塑料薄膜的拉伸強度實驗中，拉力應(yīng)均勻恒定，切忌突然增大或減小。
智能電子拉力試驗機
7、耐穿刺性能
蒸煮肉制品軟包裝的耐穿刺性能是重要性能指標之一，比如禽類肉制品，其中骨頭對外包裝具有較強的穿刺能力，因此要對復(fù)合膜的耐穿刺強度進行檢測，以減少內(nèi)外界因素對包裝袋的影響，減小內(nèi)裝物發(fā)生變質(zhì)或泄露的幾率。
8、摩擦系數(shù)
在生產(chǎn)加工、物料填充、包裝袋堆碼過程中，塑料薄膜的摩擦系數(shù)是重要的性能指標。摩擦系數(shù)分為靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)，可以用其來評價軟包裝內(nèi)外層的滑爽性能，應(yīng)通過檢測以確保軟包裝具有良好的開口性能，以及在高速包裝生產(chǎn)線上順利輸送。
靜摩擦系數(shù)是指兩個接觸表面在相對移動開始時的最大阻力與垂直施加于兩個接觸表面的法向力之比;動摩擦系數(shù)是指兩個接觸表面以一定速度相對移動時的阻力與垂直施加于兩個接觸表面的法向力之比。目前，靜(動)摩擦系數(shù)檢測依據(jù)的標準是GB/T 10006-1988《塑料薄膜和薄片摩擦系數(shù)測定法》，具體試驗是將兩試樣表面平放在一起，在一定的接觸壓力下，使試樣的兩個表面發(fā)生相對移動，測得試樣開始相對移動時的力和勻速移動時的力，通過計算得出靜(動)摩擦系數(shù)。
COFT-02摩擦系數(shù)測試儀
三、小結(jié)
因此，在選擇機械性能檢測方法時，需要根據(jù)具體的包裝袋及塑料薄膜類型、應(yīng)用場景和使用要求等因素進行綜合考慮，選擇最適合的檢測方法。同時，為了提高檢測結(jié)果的準確性和可靠性，還需要注意以下幾點：
1. 嚴格按照檢測標準進行操作，確保試驗條件和參數(shù)的準確性；
2. 選擇合適的試樣數(shù)量和試樣尺寸，以確保檢測結(jié)果的代表性；
3. 對檢測設(shè)備進行定期維護和校準，確保設(shè)備的準確性和穩(wěn)定性；
4. 對檢測結(jié)果進行統(tǒng)計分析，以獲取更加準確和可靠的數(shù)據(jù)。
總之，包裝袋及塑料薄膜機械性能檢測是確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全的重要環(huán)節(jié)。通過選擇合適的檢測方法和注意事項，可以全面評估包裝袋及塑料薄膜的機械性能，為產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用提供有力的技術(shù)保障。
本文由山東泉科瑞達儀器整理，參考順興源包裝公司相關(guān)專業(yè)資料。
附件一：其它塑料包裝其它檢測儀器
密封性測試儀
熱收縮率測試儀
醬料包耐壓試驗機
落鏢沖擊試驗儀
頂空殘氧分析儀
附件二：膠粘劑、壓敏標準和運輸紙箱包裝檢測儀器
初粘性測試儀
持粘性測試儀
紙箱抗壓試驗機
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