第五章-緩沖包裝材料性能測試

1、緩沖包裝材料性能測試 緩沖包裝材料是一類具有高度壓縮和復(fù)原性能的彈性體。當(dāng)受外力時，形狀尺寸發(fā)生變化，卸除外力時，應(yīng)即恢復(fù)到原有的形狀尺寸。其功效是受壓時吸改了沖擊能量，減小了外界對產(chǎn)品的沖擊力，從而降低了產(chǎn)品的沖擊加速度，提高了產(chǎn)品在裝卸運輸過程中的防護能力。一、靜態(tài)壓縮試驗 主要用于評定在靜載荷作用下緩沖材料的緩沖性能及其在流通過程中對內(nèi)裝產(chǎn)品的保護作用 。（1）緩沖效率（2）緩沖系數(shù)測試方法原理 采用在緩沖包裝材料上低速施加壓縮載荷的方法二求得緩沖包裝材料的靜態(tài)壓縮特性及其曲線。取樣 試驗樣品應(yīng)在放置24h以上的成品中抽取5件，并切割為規(guī)則的直方體形，上、下底面積均為100100mm，厚

2、度為25mm以上(當(dāng)厚度小于25mm時，允許疊放使用)。樣品尺寸測量 分別沿試驗樣品的長、寬方向，用精度不低下0.05mm的量具測量兩端及中間三個位置的尺寸，并求出平均值，精確到0.001mm 在試驗樣品的上表面放置一塊平整的剛性平板，使試驗樣品受到0.2土0.02kPa的壓縮載荷，30s后在載荷狀態(tài)下用精度不低于0.05mm的量具測量四角的厚度，并求出平均值，精確到0.001mm(測定絲狀、粒狀等樣品厚度時，可采用壓縮箱進行測量) 用精度為0.01g以上的天平稱量試驗樣品的質(zhì)量，并記錄測定值按下式計算樣品的密度(gcm3) =m(IWT)式中 m一試驗樣品的質(zhì)量，g; L一試驗樣品的長度，c

3、m; w一試驗樣品的寬度，cm T一試驗樣品的厚度，cmA法試驗： 以123mmmin的速度沿厚度方向?qū)υ囼灅悠分饾u增載荷(絲狀、粒狀等樣品試驗，可以利用壓縮箱進行試驗)。記錄壓縮力及相應(yīng)的變形。 如果不能使用儀器記錄連續(xù)的壓縮力一變形曲線時，則應(yīng)測出十五個點以上的壓縮力及變形值，并把它們繪成曲線 。當(dāng)壓縮載荷急劇增加時停止試驗。卸去載荷3min后測量試驗樣品的厚度，作為試驗樣品經(jīng)試驗后的厚度(Ts)。 B法試驗： 試驗前，根據(jù)材料的性質(zhì)以試驗樣品厚度0-65%之間的某一變形量反復(fù)壓縮試驗品l0次。卸去載荷30min后測量試驗樣品的厚度，作為試驗樣品預(yù)壓縮后的厚度(Tp)。試驗時以此作為壓縮試

4、驗的變形原點。 預(yù)壓縮試驗后的試驗步驟與A法試驗相同。計算（1） 壓縮應(yīng)力 =F/A式中 -壓縮應(yīng)力，104Pa； F一壓縮載荷，N， A一試驗樣品承載面積，cm2（2） 壓縮應(yīng)變 A法試驗時壓縮應(yīng)變 a=（T-T1）100%/T式中 a-A法試驗時壓縮應(yīng)變， T一試驗樣品原始厚度，cm； T1試驗樣品試驗過程中的厚度，cmB法試驗時壓縮應(yīng)變 b=（Tp-T1）100%/Tp式中 b-B法試驗時壓縮應(yīng)變， Tp試驗樣品預(yù)壓縮后的厚度，cm（3） 厚度減少率 (回彈性)厚度減少率（T-Tp）100%/T（4） 靜態(tài)壓縮殘余應(yīng)變 靜態(tài)壓縮殘余應(yīng)變=（T-Tj）100%/T式中 Tj一試驗樣品壓縮試

5、驗后的厚度，cm（5） 繪制曲線如圖521所示 影響曲線的主要因素 a.同一緩沖材料，受力方向不同，曲線也不同，如圖5-2-2所示 b.環(huán)境溫度、濕度不同，曲線也不同如圖5-2-3所示如p=0.03gcm3的聚乙烯泡沫材料在溫度為+27和-54時的曲線二、動態(tài)壓縮試驗（1） 試驗原理 用自由跌落的重錘對包裝用緩沖材料施加沖擊載荷，以模擬裝卸中緩沖材料受到的沖擊作用，試驗結(jié)果表示為緩沖材料的動態(tài)壓縮特性曲線 （2）測試系統(tǒng)（3） 試驗步驟 在規(guī)定的溫、濕度條件下預(yù)處理試樣24h以上后，用符合GB8167-87所規(guī)定的試驗機和測試系統(tǒng)上對試樣進行動態(tài)壓縮試驗，如達(dá)不到相同條件，則必須在試驗樣品離開

6、預(yù)處理條件5min內(nèi)開始試驗 a.將試驗樣品放置在試驗機的底座上，并使其中心與重錘的中心在同一垂線上適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ囼灅悠罚潭〞r應(yīng)不使試驗樣品產(chǎn)生變形(絲狀、粒狀等試驗樣品，可以利用壓縮箱進行試驗)b.使試驗機的重錘從預(yù)定的跌落高度沖擊試驗樣品，連續(xù)沖擊5次，每次沖擊脈沖的間隔不小于lmin記錄每次沖擊的加速度一時間歷程試驗過程中，若未達(dá)到5次沖擊時就巳確認(rèn)樣品發(fā)生損壞或喪失緩沖能力時，則中斷試驗c.沖擊試驗結(jié)束3min，測量試驗樣品的厚度，作為動態(tài)壓縮試驗后的厚度(Tel)d同樣的方法對組內(nèi)的其余試驗樣品進行沖擊試驗（4） 計算a、最大加速度 最大加速度取5次連續(xù)沖擊后4次的最大速度的平均值b

7、、靜應(yīng)力s，(Pa) s=W/A式中 w一重錘的重力，104N； A一試驗樣品受沖擊的表面面積cm2 c 最大應(yīng)力 m=Gms式中m試樣所承受的最大應(yīng)力， 104Nd 動態(tài)壓縮殘余應(yīng)變(厚度變化) 動態(tài)壓縮殘余應(yīng)變=（T-Td） 100%/T式中 T一試驗樣品的原始厚度，cm， Td一試驗樣品動態(tài)壓縮試驗后的厚度，cm(5) 繪制曲線以最大加速度為縱坐標(biāo)，以靜應(yīng)力為橫坐標(biāo)，繪出量大加速度一靜應(yīng)力曲線以厚度變化為縱坐標(biāo)，以靜應(yīng)力為橫坐標(biāo)，繪制厚度變化一靜應(yīng)力曲線 例如在20、65RH條件下測得聚苯乙烯泡沫(=0.0125，T=4cm，A=1010mm，h50cm)的厚度變化-靜應(yīng)力曲線。（6）確

8、定動態(tài)緩沖系數(shù) 由緩沖原理可推導(dǎo)知，緩沖系數(shù) C=TG/H 當(dāng)試樣厚度T和跌落高度H設(shè)定后，讀出固定于垂徑上的加速度G值便可求得緩沖系C， 又最大應(yīng)力 m=sG 所以，只要改變靜應(yīng)力s，就可求出在不同負(fù)荷下的緩沖系數(shù)影響緩沖系數(shù)的因素（1）壓縮速度（2）溫度（3）預(yù)應(yīng)力壓縮蠕變的測量 蠕變是指材料在應(yīng)力作用下，引起的與時間有關(guān)的應(yīng)變，使材料保持一定的靜壓狀態(tài)，隨時間的增長變形逐漸增加的現(xiàn)象，緩沖包裝物品在保管貯藏過程中常常引起這種變形；在蠕變前后，既使從同一高度落下，內(nèi)裝物中產(chǎn)生的加速度值也有變化。 將試樣裝在外箱內(nèi)放上的內(nèi)箱，內(nèi)箱上加重錘，加載應(yīng)緩慢，保持試樣受載均勻預(yù)先在內(nèi)外箱中央、前后位

9、置上作好標(biāo)記，加載60s后，測量施加負(fù)荷時的厚度，取平均值 負(fù)荷的大小用先按靜態(tài)壓縮試驗時繪制的應(yīng)力一應(yīng)變曲線，以變形達(dá)5%的負(fù)荷作為標(biāo)準(zhǔn)值，還可以變形達(dá)2、lo的負(fù)荷進行試驗測量厚度的時間間隔以6分鐘、1小時、24小時，4天，7天為標(biāo)準(zhǔn)還可作更長時間如30天，90天等進行試驗 試驗結(jié)束后，從試驗臺上取下內(nèi)箱(壓縮板)，分別在30s、30min、24h后測量其厚度，做為回彈性 應(yīng)特別注意，在測量過程中，試驗裝置應(yīng)放置在不受振動和沖擊外力影響的環(huán)境中，蠕變可由下式計算： 蠕變()=(To-Tn)l00/To式中 To一試驗前試樣的厚度(cm); Tn一指定時間內(nèi)，載荷作用下，試樣厚度(cm)。振

10、動傳遞特性試驗 主要評定在正弦振動作用下包裝袋用緩沖材料的振動傳遞(隔紙)特性及對包裝內(nèi)袋物的保護能力其試驗數(shù)據(jù)可用于包裝的隔振設(shè)計。（1） 試驗原理 本試驗由質(zhì)量塊、緩沖材料、固定裝置及振動臺構(gòu)成振動系統(tǒng)，以模擬包裝件在正弦作用下緩沖材料的受力狀態(tài)。試驗中記錄振動狀態(tài)下質(zhì)量塊和振動臺上的加速度信號，并歸其表示成傳遞率一頻率特性曲線。2. 試驗設(shè)備 試驗用振動臺、固定裝置，質(zhì)量塊、測試系統(tǒng)應(yīng)滿足GB8169-87中所規(guī)定的條件。如：可調(diào)質(zhì)量塊上、下底面積應(yīng)大于2020cm2；測試系統(tǒng)應(yīng)包括速度傳感器，放大器，顯示、記錄裝置等，且要求具有足夠的頻率響應(yīng)，測試精度應(yīng)在5之內(nèi)。 3 試驗步驟 a從放置24h以上的成品中抽取試驗樣品，并切成上、下底面積為20X20cm2的規(guī)則立方體l0件。 b測量試驗樣品尺寸(長、寬、厚度、密度)。 c分別在質(zhì)量塊中和振動臺上安裝加速度傳感器。 d調(diào)節(jié)質(zhì)量塊的質(zhì)量，以對試驗樣品施加所需的靜壓力。e將兩塊試驗樣品分別放置在質(zhì)量塊的上，下部f將固定裝置的蓋板壓在質(zhì)量塊上的試驗樣品上，并適當(dāng)加固。一般應(yīng)使上部的試驗樣品受到0.7kPa的靜壓力試驗中應(yīng)盡量避免由于質(zhì)量塊與試驗樣品收