第6章 塑料包装容器性能测试.docx
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第6章塑料包装容器性能测试
第五章塑料及其容器的测试第五章塑料及其容器的测试•
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•第一节塑料薄膜的测试第一节塑料薄膜的测试第二节塑料容器的测试第二节塑料容器的测试第三节软包装容器的测试第三节软包装容器的测试
塑料容器及材料的测试第一节第一节塑料容器及材料的测试一、塑料薄膜的主要测试项目•
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•鉴别方法一般性能:
厚度、长度、宽度、尺寸变化率透气性、透湿性拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、封口强度耐药性能
鉴别方法
•
•
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•1)、外观、物性、燃烧性2)、溶解性3)、显色反应试验4)、红外线吸收光谱试验5)、复合薄膜的鉴别
1、拉伸强度:
拉伸试验机(类似于纸张的抗张强度)
试验原理:
在塑料标准试样的长度方向施加逐渐增加的拉伸载荷,使之发生变形直至破坏,式样所需的最大拉伸力
2、抗冲击试验
方法:
自由落镖法、抗摆锤冲击
自由落镖法:
在给定高度的自由落镖冲击下,测定50%塑料薄膜和薄片试样破损时的能量,以冲击破损质量表示塑料薄膜或小于1mm薄片的抗冲击能力
抗摆锤冲击:
使半球形冲击头在一定的速度下,冲击并穿过塑料薄膜,以测量冲击头所消耗的能量作为评价塑料薄膜的抗摆锤冲击能量
二、塑料包装容器性能测试
1力学性能测试
跌落试验,堆码试验,承重试验,悬挂试验2密封性试验
3应力试验
4卫生性检验
•塑料瓶:
跌落,煮沸,应力挤压试验
•塑料桶:
跌落,堆码,悬挂,密封性,应力开裂试验•钙塑瓦楞箱:
空箱抗压,钙塑板拉断力/平面压缩力/垂直压缩力/撕裂力/低温耐折性
•周转箱:
悬挂/堆码/承重/跌落性能
(一)物理性能测试
1力学性能测试
(1)跌落试验
•箱类容器进行常温实箱跌落试验和低温空箱跌落试验。
不允许产生裂纹。
常温实箱:
箱内装入实物或模拟物,提升一定高度后自由跌落规定次数。
底面跌落
低温空箱:
-10±2°C的环境放置4h,从2m高处自由跌落,使试样底面的一组长边、短边及其夹角依次着地,各跌落1次。
•瓶类、桶类容器跌落试验是将容器内装满20±5°C水,从1.2m高处跌落至水泥地面,不得破损和泄露。
底面跌落,侧面跌落
塑料桶。
在桶内注入一定容量水并拧紧盖。
小口径试样静置4h后检查;大口径试样则在120±10s和左右倾斜45°范围内,匀速往复摇动20次后检查是否泄露。
危险品包装桶。
小口径包装桶通过在桶盖或桶体侧安装密封接头向桶内充气,达到规定压力30s内检查有无气泡产生。
大口径的在试样内注入一定容量的水后置于水平面滚动,20min内滚动2次,每次距离5m,检查是否泄露。
塑料瓶。
瓶内注入公称容量的水,瓶盖按实际包装状态封严,瓶口向下倒置12h,检查是否泄露。
3应力试验
•塑料瓶。
应力挤压试验
(1)将试样瓶沿纵向和横向切取38×13mm2试片;在试片中部沿平行于长边方向切一条长19mm,深0.5~0.6mm的切痕。
(2)将试片有切痕侧向外,弯曲着依次夹入试片架中,且与试片架的小孔相对。
(3)将试片架放入玻璃试管中,再注入试剂,试剂高出试片架上端约10mm,盖好盖子,放入50±0.5°C的恒温水槽中。
(4)试验结果用10个试片5个出现龟裂破坏的试验时间表示。
•塑料桶。
应力开裂试验
在试样桶内注入公称容量10%,温度20±5°C的试剂,拧紧桶盖后在60±5°C的环境中放置72h,桶体和桶盖不得开裂。
(二)卫生性检验
塑料毒性包括:
残留单体:
氯乙烯,丙烯腈,苯乙烯添加剂:
金属系稳定剂,抗氧化剂,增塑剂残留催化剂:
金属,过氧化物食品种类:
中性/酸性的含水食品,含酒精食品,含油脂食品,干燥食品。
食品包装常用塑料:
聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,聚酯,聚氯乙烯
1样品处理方法
样品预处理:
用洗涤剂洗净,用自来水冲净,再用水淋洗3次,晾干备用。
浸泡条件:
浸泡液量以1cm2样品2ml浸泡液计算。
水:
60CºC,保温0.5h。
4%乙酸:
60ºC,保温0.5h。
20%乙醇:
60ºC,保温0.5h。
正乙烷:
20ºC左右,0.5h。
2氯乙烯单体
将试样放入密封平衡瓶中,用溶剂溶解。
在一定温度下,氯乙烯单体扩散,达到平衡时,取液上气体注入气相色谱仪中测定。
最低极限为0.2mg/kg。
3高锰酸钾消耗量。
滴定法测定可溶出有机物质含量。
试剂有0.0100N高锰酸钾标准溶液,0.0100N草酸标准溶液,1:
2硫酸。
4蒸发残渣。
测定在不同浸泡液中试样的溶出量。
将浸泡液在水浴上蒸干,并反复在105°C下干燥冷却至室温,得蒸发残渣量。
水,4%乙酸,20%乙醇,正乙烷四种溶液模拟接触水、酸、酒、油不同性质食品的情况。
5重金属。
浸泡液中重金属铅与硫化钠作用,在酸性溶液中形成黄棕色硫化铅,与标准铅溶液10mg/ml比较,颜色不得更深。
也可采用光谱分析法测重金属含量。
6退色试验
取洗净待测食具一个,在浸有65%乙醇的棉花上蘸冷餐油,在接触食品部位的小面积内,用力往返擦拭100次,棉花上不得染有颜色。
三、软包装性能测试
1密封性试验。
塑料袋,复合袋2渗透性试验。
塑料袋,复合袋3软质复合塑料剥离试验方法4耐折性试验。
铝塑布5热封强度试验6软包装袋耐压强度试验7软包装的其它试验。
编织袋,水泥袋,复合袋
2泄露:
指气体或蒸气穿过材料或包装容器有限的间断点,即针孔,瓶边缘部位,泡罩底部裂缝,盖或瓶颈端部的微小裂口,热封区域两层之间的微小毛孔。
泄露速度取决于裂口尺寸与泄露分子大小的比值,封合系统的局部压力和总压力。
温度对渗漏速度有显著影响。
(一)密封性试验
热水试验,减压保持能力试验,真空室试验,压力保持试验,挤压检漏试验,静态检漏试验
1热水试验
试样密封,置于60±2ºC热水中浸泡,试样表面最高处距水面至少应保持25mm,再轻微而迅速抹去表面气泡。
将试样在水面下翻转,2min内应无任何一处产生2个以上气泡。
2减压保持能力试验
试样密封顶部开一小孔,再采用以下两种方法。
(1)抽气至包装内外差到20~30kPa,10min后观察测量仪表或压力表,压力回升率不得超过25%。
(2)抽气至包装薄膜紧贴内装物,再密封抽气孔,常温保持4H。
若薄膜仍紧贴内装物,则密封性合格;若包装薄膜张力减小,产生松弛,不再紧贴内装物,则存在漏气孔洞或密封不良。
5挤压检漏试验
试样热封时,尽可能多封进空气。
(1)试样浸没在室温水中,顶部距水面约50mm。
再用手或机械装置挤压试样。
观察试样各个部位,特别是热封处有无气泡冒出。
(2)对大型试样,可在所有热封、接缝以及容易漏气部位涂上气泡剂,再挤压试样。
观察试样个部位有无气泡冒出。
有连续气泡冒者漏气。
6静态检漏试验
向包装内装入水或其它液体,如食用植物油、酱油等。
按要求密封。
将密封好的试样按规定顺序各放置15min:
(1)直立
(2)倒置(3)一侧面着地(4)一端面着地(5)另一侧面着地(6)另一端面着地。
按
(1)
(2)(4)(6)方式不能稳态放置,可用合适挡板、挡块使试样保持稳定。
按每种方式放置后,都应检查是否渗漏。
六种密封性试验方法应根据试样的结构、尺寸、内装物、包装容器的具体情况选择。
压力保持试验和真空室试验能测定在规定压力差下包装的密封性,灵敏度高,能找出包装的漏气部位。
但设备要求高,尺寸大的试样受到限制。
挤压检漏试验和热水试验方法简单,但不能控制包装内外压力差,适合于含气密封包装件。
充气试验不能确定漏气部位,也不能确定大型包装上有无细微的漏气,可作为真空装的小型包装件密封性试验。
静态检漏试验仅确定试样置于不同位置时内装液体是否可能发生渗漏,适用于液体软包装质量检验。
(二)渗透性试验
薄膜透气性试验,薄膜和片材的透湿性试验,软包装透湿度试验。
1试验原理和设备
试验原理:
试样封装规定量的干燥剂,放置在规定温湿度环境中,使包装内外保持一定的水汽压差,通过对试样定期称量,测定透过试样的水汽量,并计算透湿度。
试验设备:
恒温恒湿箱,称量天平
恒温恒湿箱应能将保持RH=88~92%,T=40±1°C。
对于小型试样,天平灵敏度1mg;当试样质量在1kg及以上时,天平灵敏度应不低于试样质量的万分之一。
(1)干燥剂
性质:
干燥剂是一种吸附脱水剂,通过毛细作用从周围吸附水分,并将水分凝聚后以液态保持在吸附表面和毛细表面,达到取除封存空间中水分的作用。
干燥剂应具备以下条件:
•较高的吸附能力;
•化学稳定性,不易与其它物质发生作用,也不会因吸水引起化学变化而产生腐蚀性物质;
•有一定的机械强度,不易破碎,保持一定的吸附稳定性;•能够再生,可反复使用。
分类:
干燥剂的吸附能力用吸水率(吸湿率),即所吸收的水汽量与干燥剂自重之比,与温度和相对湿度有紧密关系。
硅胶,分子筛,活性氧化铝,硅藻土,氯化钙,硫酸钙
硅胶属于非晶体状、多孔性、高表面积结构的化合物,分子式:
Mex/n[(AlO2)x(SiO2)y]⋅mH2OSiO2⋅xH2O
亲水性特强,不溶于水;具有较高的热稳定性和化学稳定性,优良的干燥剂。
硅胶分粗孔球形硅胶,细孔球形硅胶,变色球形硅胶,粗孔块状硅胶,细孔块状硅胶。
20~30°C吸湿性能最佳,温暖度升高吸湿性下降,90°C以上基本丧失吸湿性。
分子筛是一种优异的高效能选择性超微孔吸附剂,也是优异的催化剂和催化剂载体。
•按分子极性大小选择吸附:
当分子大小相同时优先吸附极性较大的分子。
•按分子不饱和程度选择吸附:
分子筛对不饱和有机物分子具有较高的亲和性,吸附能力随分子的不饱和性增加而增高。
活性氧化铝,也称铝凝胶,是一种疏松的多孔性吸附剂。
(2)试验方法
GB6982“软包装容器透湿度试验方法”
细孔硅胶装入试样前应进行干燥处理。
•包装内放入细孔硅胶80~100g,若包装较小不能容纳80g干燥剂,则应放入包装容器容量的一半。
细孔硅胶装入试样前应进行干燥处理。
包装样品的密封应按实际的密封操作进行。
•对试样进行温湿度处理,并称量1次,立即转入RH=88~92%,T=40±1°C的湿热试验箱内进行湿热试验。
试验过程中应定期称量,每次称量方法相同。
作出增量与时间关系图。
试验应持续到关系图上至少有3个连续点成一直线为止。
(3)试验结果
软包装容器的透湿度指在规定的湿热试验条件下,在30天内透入空气保持干燥状态条件下的容器内的水汽量,g/30d。
常用单位g/m2·30d,g/m2·24h
(三)软包装材料剥离试验
1试验原理和设备
软质复合塑料材料主要包括塑料薄膜与塑料薄膜或其它基材(铝箔,纸,织物)复合而成的复合薄膜。
试验原理:
将规定宽度的试样,在一定的速度下进行T型剥离,测定复合层与基材的平均剥离力。
试验设备:
带图形记录装置的拉伸试验机或万能材料试验机。
2试验方法
GB8808“软质复合塑料材料剥离试验方法”
•A法:
(复合薄膜是两种或两种以上的基材通过粘接剂复合为1层薄膜的统称)。
试样宽度15.0±0.1mm,长度200mm,试验速度300±5mm/min。
•B法:
人造革,编织复合材料。
试样宽度30.0±0.2mm,长度150mm,试验速度200±5mm/min。
温湿度预处理:
RH=45~55%,T=23±2°C,4H。
试验前沿试样长度方向将复合层与基材预先剥开50mm,被剥开部分不得有明显损伤;再把剥开部分的两端分别夹在试验机上、下夹具上,使试验剥开部分的纵轴与上下夹具中心连线重合。
未剥开部分与拉伸方向呈T型,记录剥离力的变化规律。
3试验结果
每组试样计算纵向、横向剥离力的算术平均值,取2位有效数字。
单位,N或N/m。
若需要,再计算剥离力的标准偏差。
(四)耐折性试验方法
1薄膜耐折性试验
(1)试验原理和设备
试验原理:
试样承受恒定张力状态下,按规定的角度正反向反复弯折,直到试样断裂,记录折断试样所需弯折次数。
试验设备:
MIT耐折试验机或类似设备,包括上下夹头,弯折控制系统,温度控制系统,计数器等。
上下夹头可往返转动,转角和速度可通过弯折控制系统调节;下夹头可加砝码,以控制试样张力。
试样断裂,下夹头下落,打开接触开关,使设备停机。
计数器显示弯折次数。
温度控制系统可控制试验温度,如常温、高温、低温下的耐折性试验。
(2)试验方法
温湿度预处理:
RH=45~55%,T=23±2°C,至少1h;而高、低温耐折性试验预处理时间4h。
试样每组10条,长140mm,宽15±0.25mm,纵、横向各5条。
试样两端分别夹于上、下夹头,再在下夹头平稳地放置砝码,使试样受到9.8N张力;按试验要求调节好温度,弯折角度和弯折速度,若无具体规定,弯折角度调至90°,弯折速度175次/min;上夹头往复转动或摆动,试样正反弯折,直至折断试样或达到规定的弯折次数。
(3)试验结果
每个试样的弯折次数;
纵、横试样的平均弯折次数或全部试样的平均弯折次;判断试样是否满足产品规定的弯折次数。
2铝塑布折破度试验
(1)试验原理和设备
试验原理:
试样按垂直轴,以规定的弯曲半径,在规定的时间内加载,卸载,展开试样,观察铝箔层折破情况。
试验设备:
圆棒(长度大于100mm,直径1mm和3mm);圆板两块(直径100mm);标准砝码;4~10倍的显微镜。
(2)试验方法
试样50×50mm2,并在试样铝塑面中心部位画一个直径10mm圆,但不能使用圆规,以免戳破试样。
用显微镜观察圆内是否透光,选出不透光样品,每10片1组,共3组。
试样在直径1mm的圆棒上布面相对弯曲对折;再沿与第一次对折的垂直方向将试样在直径3mm圆棒上布面弯曲对折;
取下试样,将交叉对折的试样放在上下两圆块中间,上圆板再放上砝码,使砝码与上圆板总重量等于规定负荷,保持30~60s,加压时,上下圆板间距相等;卸下砝码,取出试样并轻轻展开,在显微镜下观察折痕的十字交叉点及附近是否透光。
(3)试验结果
三组试样中,每一组折破试样超过2件即为不合格。
若仅有一组折破试样超过2件,再取2组试样复试。
复试试样折破数超过4件为不合格。
(五)热封强度试验
耐破试验法,静载荷试验法,拉伸试验法
1耐破试验法
(1)试验原理和设备
试验原理:
三边热封,一边开口的薄膜袋在开口袋密封试验仪上缓慢充气,或将四边热封装有充气孔的薄膜袋缓慢充气,直到热封处破裂或袋的其它部位破裂,压力下降为止,记下破裂时的充气压力。
试验设备:
开口密封试验仪或空气压缩机、阀门、压力装置。
(2)试验方法
试样100×100mm2四边热封袋或三边热封一边开口袋。
四边热封袋一面装有充气孔。
试样热封方法与生产工艺相同。
每组试样5件。
试样置于开口袋封试验仪上或与充气装置相连,缓慢充气,充气速度应控制在压力增加不超过1kPa/s。
直到试样破裂,记下破裂时的充气压力。
(3)试验结果
取5件试样热封破裂时充气压力的平均值。
若试样破裂,而热封未破裂,试验报告应对此情况加以说明,并报告破裂压力值。
该项试验方法也适用于软包装袋的爆破强度试验。
2静载荷试验法
(1)试验原理和设备
试验原理。
将有热封试样的未热封端两层展开,一端固定在支架上,另一端悬挂规定的负载,使热封受剥离力;经过规定时间,卸去负载,观察热封被拉开情况。
试验设备:
固定支架,可加载的夹头,砝码。
(2)试验方法
GJB145“封存包装通则”
试样150×300mm2,沿长边中线叠合对折;距折缝10mm的平行线处用热封仪热封(或无折缝300mm长缝内10mm处热封),热封宽度5mm;热封工艺与生产工艺相同,或按试样最佳热封条件进行;沿垂直于封口方向截去20mm端边后,截取宽25mm试样3块,一端固定在支架上,另一端夹头加载砝码;加载负荷4.9N,加载时间5min;试验后小心卸载,检查封口分离情况。
MIL-B-131E“可热封防潮阻隔材料”中规定热封宽为12.8mm室温,中温,高温静载荷试验,试样封口部分与展开部分应垂直,热封宽度12.8mm,使热封部位受到T型剥离力。
试验前试样应在温度23±2ºC、相对湿度45~55%的环境内至少放置4h。
加载、卸载不应产生冲击力,试样下的负荷不应产生摆动。
试样也可从未使用过的包装袋封口处裁取。
(3)试验结果
封口分离长度;热封强度是否合格。
GJB145规定,3块试样封口分离均不超过50%为合格。
MIL-B-131E规定,23ºC试样封口应不分离,38ºC、70ºC封口分离不超过6.4mm。
3拉伸试验法
(1)试验原理和试验设备
试验原理。
将试样未热封端两层展开,两端分别固定于拉伸试验机上,热封部分受拉力;测定封口分离前的最大负荷即热封强度。
试验设备:
拉伸试验机,万能材料试验机。
(2)试验方法
预处理:
T=23±2ºC,RH=45~55%,4h。
试样宽度15±1.0mm,其它与静载荷试验法相同。
将试样未热封端的两层展开成180º,两端固定于试验机上、下夹头,以300±20mm/min速度拉伸试样。
试样热封部位与拉伸方向垂直,使封口受T型剥离力,直到试样断开为止。
热封强度在量程的15~85%范围内。
(3)试验结果
取3件试样最大负荷的算术平均值。
(七)软包装的其它试验方法
1塑料编织袋跌落试验
(1)试验原理和试验设备
适用于A、B、C三种型号塑料编织袋、复合塑料编织袋。
A型袋:
装25kg的聚烯烃树脂。
B型袋:
装40kg尿素或密度相当的物料。
C型袋:
装50kg尿素或密度相当的物料。
试验原理:
将填充系数为80~85%的试样进行垂直冲击跌落试验,评价塑料编织袋强度。
试验设备:
转臂式跌落试验机
(2)试验方法
GB4857.5“包装运输包装件跌落试样方法”
试样内装入80~85%内装物或密度相当的代用物料,每组3件。
试验环境:
常温常湿
试验高度:
塑料编织袋1.2m,复合塑料编织袋按GB4857.5试验次序:
第1件按垂直/平向/侧向的次序各跌1次;第2件按平向/侧向/垂直的次序各跌1次;第3件按侧向/垂直/平向次序各跌1次。
每次跌落后检查试样的破损情况。
(3)试验结果
三件试样均应不破损,内装物料不漏失。
2水泥包装袋牢固度试验
(1)试验原理和试验设备
试验原理:
将装满标准砂的水泥袋提升至1m,自由坠落,使试样受到类似水泥袋可能受到的冲击力,评价水泥包装袋的牢固程度。
试验设备:
电热干燥箱,样袋支架,跌落试验机
(2)试验方法
预处理:
复合袋,恒温4h,再冷却4h;纸袋和60ºC等级复合袋,实验室内放置4h。
样袋内灌装FD50型标准砂50±1kg,或FD45型标准砂45±1kg。
跌高1m,反复跌落,直至破包。
裂口或开口大于50mm或复合袋的复合层分离面积大于10cm2,或总分离面积大于100cm2均为破损。
(3)试验结果
计算试样未破损的平均坠落次数,保留1位小数。
3复合袋适用温度试验
(1)试验原理和试验设备
试验原理:
将复合袋试样置于电热干燥箱内,按预定温度恒温预定时间,测量尺寸和外观变化,判断复合袋适用温度。
红外线吸收光谱试验:
•将红外线照射在薄膜上,使薄膜吸收红外线,不同的薄膜吸收的量不同。
红外线吸收光谱仪是衍射光栅,将光源射出的光分光,分为2.5微米~25微米,将光谱以2.5微米一次照射在薄膜上,记录其透过率,便可以进行定性和定量测定。
透气性测试
•确定传递量的压力法、体积法和浓度法以外,还有热传导法和气相色谱法•压力法测试原理:
气体从高压通过阻隔材料而流至低压侧,在薄膜的一侧造成真空或负压,使薄膜两侧产生压差,测量其通过阻隔材料的压力变化。
压力法
•低压侧透气室的体积保持不变,测量压力增加的速率。
将一根玻璃测压管,用环氧胶封入透气室的底板里,底板上部的凹面放入一个烧结玻璃盘以便形成总的平接面,用试样盖在玻璃盘后,再放入一个橡皮圈,使透气室完全密封。
•抽空透气室后,注入所测气体,当压力计的压力稳定在一个适当值时,使仪器斜放,让水银从储存器里流入毛细管和U形管,然后把仪器重新放在垂直位置上。
由于气体透过式样,造成压力上升,这个升值由毛细管的水银面下降高度来表示。
浓度法
•使用两种气体,一种是标准气体,另一种是确定透过量的试验气体。
对于实验气体来说,试样两边存在一个分压差,而对总压来说试样两边是相等的,对试样不需要用支架支撑。
湿度越大,透过率越高。
塑料薄膜的粘连性试验•Blocking:
塑料薄膜接触层之间的一种粘着现象。
•粘连力blockingforce:
用一根直径为
6.35mm的铝棒,以125mm/min的速度沿其轴线的垂直方向匀速运动,使粘连两层彼此逐渐分开。
以分开每单位宽度粘连表面所需要的平均力表示粘连力。
自由落镖抗冲击试验A法:
落镖头部直径为B法:
38mm落镖头部直径为50mm••
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- 第6章 塑料包装容器性能测试 塑料包装 容器 性能 测试