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包装薄膜耐冲击性测试方法

  当前,软包装行业发展迅速,除了具有基本的保护功能,包装材料根据内容物的特点和保质需求,应在阻隔性、密封性、力学性能等方面予以合理的加强。对于质量较重的内容物来说,包装的耐冲击性能无疑是关系产品安全的重要指标,需要重点关注。

  耐冲击性能是包装薄膜材料的重要的力学性能之一,反映了材料抵抗外部破坏力的能力。尤其对于包装材料与内容物间隙小或没有间隙,且质量较重的包装,耐冲击性能直接影响包装在冲击条件下的完整性及保护性作用,能够有效避免产品在流通环节中因包装薄膜材料的耐冲击性能差导致的破损。因此,合理而有效的耐冲击性能是包装,尤其是质量较重包装的关键点,也是相关企业进行包装质控的重要方面。

  耐冲击性测试方法

  针对包装薄膜材料耐冲击性能的质量控制,国内外专业机构制定了相应的检测标准,如国家标准GB/T9639.1-2008、国际标准ISO7765-1:198、美国标准ASTMD1709。三者在内容上具有相通性,均指定了自由落镖法为塑料薄膜和薄片耐冲击性能试验方法,即测定在给定高度的自由落镖冲击下,塑料薄膜和薄片试样破损数量达50%时的能量,以冲击破损质量表示。

  自由落镖法根据材料的冲击破损质量范围分为方法A和方法B两种试验方法。

  A法适用于冲击破损质量为0.05kg~2kg的材料,其落镖头部直径为(38±1)mm,下落高度为(0.66±0.01)m;

  B法适用于冲击质量为0.3kg~2kg的材料,落镖头直径为(50±1)mm,下落高度为(1.5±0.01)m。

  在给定条件下,这两种方法测得的数据不具有可比性。

图1.JPG/

  自由落镖法的试验仪器由落镖池、落镖释放装置、定位工具、两片式环形试样夹及其他配件构成,如图1。在设计或选购测试仪器时,需注意以下问题:

  1、环形试样夹的上下接触面之间需要附加橡胶垫圈以减少厚度差异对测试的影响,效果最佳的垫圈规格为厚度3.0±1mm,邵氏硬度为50到60,内径为125±2mm,外径为150±3mm。

  2、落镖释放装置利用电磁吸附释放落镖镖头,其承重质量至少为2kg。

  3、落镖头。落镖头为半球形,其圆柄直径为6.5±1mm,长度至少为115mm,以满足增重砝码的添加。

  试验前,需要根据GB/T2918的规定,取尺寸大于环形试样夹橡胶垫圈的试样置于温度(23±2)℃,相对湿度(50±5)%的环境中不少于40h,使试样达到标准状态。将试样置入环形试样夹中,启动落镖释放装置,在不添加增重砝码的前提下,进行预试验,确保落镖冲击试样的点位于试样的中心位置且试样不发生滑移。由于随着落镖质量的增加,滑移的发生几率也会成倍上升,因此在正式试验中可采用在落镖释放前后,于环形上夹头内壁试样表面画圈,观察是否重合来判断滑移程度。

  正式的落镖冲击试验中,ASTM标准提供了阶梯法和交替法两种试验方案,而其余两项标准只介绍了前者。阶梯法,是在试验过程中,当完成一个试样试验后,根据试验结果即破损或未破损的情况,使用统一的配重块来增减镖头的重量。配重块△m约为冲击破损质量的5%~15%。这是国内外标准皆认可的一种测试方案,具有通用性和普遍性。具体方法为:选定试验方法A或B,将第一个试样平整均匀的夹紧在环形夹具上,通过操控电磁吸附装置使落镖垂直落下,检查试样是否破损。若第一个试样破损,如图2,用配重块△m减少落体质量。若无破损,则用配重块△m增加落体质量,如此继续试验至20个试样,统计破损试样总数N。若N=10,则试验完成。若N<10,补充试样继续试验直至N=10为止;若N>10,补充试样继续试验直到不破损试样的总数等于10为止。最终根据公式1、2、3计算冲击破损质量。

图2.JPG/

  Mf=mo+△m(A/N-0.5)-------------------(1)

  A=----------(2)        N=------------(3)

  式中,mo——试验破损时的最小落体质量,g;△m——增减用的相同配重块质量,g;ni——落体质量为mi时的试样破损数;zi——落体质量为mo到mi时的配重块数(mo时,z=0);N——破损试样总数。

  交替法,是指连续测试10个试样为一组的试样组,每组试样进行试验的落镖质量通过统一的配重块增加或减少。至少应获得5组冲破试样百分比,分别为0%、100%和三个大于0%小于100%。按照式(4)计算冲击破损质量。

  Mf=mL-[△m(S/100-0.5)]-------------------(4)

  式中,Mf是冲破质量,g;△m是配重块质量,g;mL是能使得破损试样的百分比为100%的最低的落镖质量,g;S是不同落镖质量(从破损百分比为0对应的质量到mL)下破损试样的百分比之和。


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