上海湘杰淺談包裝材料塑料薄膜物理機(jī)械性能的測(cè)試方法

在塑料包裝材料中，各種塑料薄膜、復(fù)合塑料薄膜具有不同的物理、機(jī)械、耐熱以及衛(wèi)生性能。人們根據(jù)包裝的不同需要，選擇合適的材料來使用。如何評(píng)價(jià)包裝材料的性能呢？國(guó)內(nèi)外測(cè)試方法有很多。我們應(yīng)優(yōu)先選擇那些科學(xué)、簡(jiǎn)便、測(cè)量誤差小的方法。優(yōu)先選擇ISO標(biāo)準(zhǔn)、先進(jìn)組織標(biāo)準(zhǔn)，如ASTM、TAPPI等和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如BB／T標(biāo)準(zhǔn)、QB／T標(biāo)準(zhǔn)、HB／T標(biāo)準(zhǔn)等等。
物理機(jī)械性能
1.塑料力學(xué)性能——拉伸性能
塑料的拉伸性能試驗(yàn)包括拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力、斷裂伸長(zhǎng)率等試驗(yàn)。
塑料拉伸性能試驗(yàn)的方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有幾個(gè)，適用于不同的塑料拉伸性能試驗(yàn)。
GB／T 1040－1992 《塑料拉伸性能試驗(yàn)方法》一般適用于熱塑性、熱固性材料，這些材料包括填充和纖維增強(qiáng)的塑料材料以及塑料制品。適用于厚度大于1mm的材料。
GB／T13022－1991《塑料薄膜拉伸性能試驗(yàn)方法》是等效采用標(biāo)準(zhǔn)ISO1184－1983《塑料薄膜拉伸性能的測(cè)定》。適用于塑料薄膜和厚度小于1mm的片材，該方法不適用于增強(qiáng)薄膜、微孔片材、微孔膜的拉伸性能測(cè)試。
以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中分別規(guī)定了幾種不同形狀的試樣，和拉伸速度，可根據(jù)不同產(chǎn)品情況進(jìn)行選擇。如伸長(zhǎng)率較大的材料，不宜采用太寬的試樣；硬質(zhì)材料和半硬質(zhì)材料可選擇較低的速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，軟質(zhì)材料選用較高的速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)等等。
2.撕裂性能
撕裂性能一般用來考核塑料薄膜和薄片及其它類似塑料材料抗撕裂的性能。
GB／T 16578－1996《塑料薄膜和薄片耐撕裂性能試驗(yàn)方法褲形撕裂法》是等效采用標(biāo)準(zhǔn)ISO 6383－1：1983《塑料－薄膜和薄片－耐撕裂性能的測(cè)定第1部分；褲形撕裂法》適用于厚度在1mm以下軟質(zhì)薄膜或片材。試驗(yàn)方法是將長(zhǎng)方形試樣在中間預(yù)先切開一定長(zhǎng)度的切口，像一條褲子。故名褲形撕裂法。然后在恒定的撕裂速度下，使裂紋沿切口撕裂下去所需的力。使用儀器同拉伸試驗(yàn)儀中的非擺錘式的試驗(yàn)機(jī)。
QB／T1130－1991《塑料直角撕裂性能試驗(yàn)方法》適用于薄膜、薄片及其它類似的塑料材料。試驗(yàn)方法是將試樣裁成帶有900直角口的試樣，將試樣夾在拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾具上，試樣的受力方法與試樣方向垂直。用一定速度進(jìn)行拉伸，試驗(yàn)結(jié)果以撕裂過程中的大力值作為直角撕裂負(fù)荷。試樣如果太薄，可采用多片試樣疊合起來進(jìn)行試驗(yàn)。但是，單片和疊合試樣的結(jié)果不可比較。疊合試樣不適用于泡沫塑料片。
GB／T11999－1989《塑料薄膜和薄片耐撕裂性試驗(yàn)方法埃萊門多夫法》是等效采用標(biāo)準(zhǔn)ISO 6383／2－1983《塑料薄膜和薄片耐撕裂性的測(cè)定――第二部分：埃萊門多夫法》適用于軟塑料薄膜、復(fù)合薄膜、薄片，不適用于聚氯乙烯、尼龍等較硬的材料。原理是使具有規(guī)定切口的試樣承受規(guī)定大小擺錘貯存的能量所產(chǎn)生的撕裂力，以撕裂試樣所消耗的能量計(jì)算試樣的耐撕裂性。
3.摩擦系數(shù)
靜摩擦系數(shù)是指兩接觸表面在相對(duì)移動(dòng)開始時(shí)的大阻力與垂直施加于兩個(gè)接觸表面的法向力之比。
動(dòng)摩擦系數(shù)是指兩接觸表面以一定速度相對(duì)移動(dòng)時(shí)的阻力與垂直施加于兩個(gè)接觸表面的法向力之比。
試驗(yàn)是由水平試驗(yàn)臺(tái)、滑塊、測(cè)力系統(tǒng)和使水平試驗(yàn)臺(tái)上兩試驗(yàn)表面相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。
試驗(yàn)通過是將兩試驗(yàn)表面平放在一起，在一定的接觸壓力下，使兩表面相對(duì)移動(dòng)，測(cè)得試樣開始相對(duì)移動(dòng)時(shí)的力和勻速移動(dòng)時(shí)的力。通過計(jì)算得出試樣的摩擦系數(shù)。
靜（動(dòng)）摩擦系數(shù)＝目前常用的方法標(biāo)準(zhǔn)為GB／T10006－1988《塑料薄膜和薄片摩擦系數(shù)測(cè)定法》它非等效采用標(biāo)準(zhǔn)ISO 8295－1986《塑料－薄膜和薄片－摩擦系數(shù)的測(cè)定》。 4.熱合強(qiáng)度
塑料薄膜作為包裝材料，常常用熱合的方法將被包裝物封裝在內(nèi)，是否達(dá)到良好的密封，熱合的質(zhì)量很重要，目前試驗(yàn)室常用的儀器設(shè)備是“熱梯度儀”是一臺(tái)可設(shè)定不同溫度、壓力、時(shí)間的熱合試驗(yàn)設(shè)備，它可用于試驗(yàn)?zāi)撤N材料在某種條件下封合的佳效果，封合質(zhì)量可用QB／T 2358－1998 《塑料薄膜包裝袋熱合強(qiáng)度試驗(yàn)方法》是常用的方法標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于各種塑料薄膜包裝袋的熱合強(qiáng)度測(cè)定。
試驗(yàn)是將條形試樣的兩端夾在拉力試驗(yàn)的兩個(gè)夾具上，進(jìn)行拉伸，破壞試樣封合部位的大力值，就是熱合的力值，結(jié)果一定以單位長(zhǎng)度的試樣所用的力值來表示，即熱合強(qiáng)度。所用的力用N／m來表示。
5. 剝離力
復(fù)合薄膜是用干復(fù)式或共擠式將不同單膜復(fù)合在一起，復(fù)合的好環(huán)直接影響著復(fù)合膜的強(qiáng)度，阻隔性及今后的使用壽命。所以在選用包裝材料前測(cè)試復(fù)合層的剝離力很重要。
GB／T8808－1988《軟質(zhì)復(fù)合塑料材料剝離試驗(yàn)方法》是將預(yù)先剝開起頭的被測(cè)膜的預(yù)分離層的兩端夾在拉力試驗(yàn)機(jī)上，測(cè)試剝開材料層間時(shí)所需的力。
6.抗沖擊性能
GB／T8809－1988《塑料薄膜抗擺錘沖擊試驗(yàn)方法》適用于各種塑料薄膜抗擺錘沖擊試驗(yàn)。試驗(yàn)是測(cè)量半圓形擺錘沖擊在一定速度下沖擊穿過塑料膜所消耗的能量。
GB／T9639－1988《塑料薄膜和薄片抗沖擊性能試驗(yàn)方法自由落標(biāo)法》適用于塑料薄膜和厚度小于1mm的薄片。試驗(yàn)是在給定的自由落標(biāo)沖擊下，測(cè)定50％塑料薄膜和薄片試樣破損時(shí)的能量。以沖擊破損質(zhì)量表示。