包裝材料塑料薄膜性能的測試方法

 在塑料包裝材料中，各種塑料薄膜、復合塑料薄膜具有不同的物理、機械、耐熱以及衛生性能。人們根據包裝的不同需要，選擇合適的材料來使用。如何評價包裝材料的性能呢？國內外測試方法有很多。我們應優先選擇那些科學、簡便、測量誤差小的方法。優先選擇ISO標準、先進組織標準，如ASTM、TAPPI等和我國國家標準、行業標準，如BB／T標準、QB／T標準、HB／T標準等等。
筆者在從事檢驗工作中，使用過一些檢測方法，下面向大家簡單介紹一下。
GB/T 2828.1-2003 《計數抽樣檢驗程序逐批檢驗抽樣計劃》
GBT 2918-1998 塑料試樣狀態調節和試驗的標準環境
    規格、外觀
　　塑料薄膜作為包裝材料，它的尺寸規格要滿足內裝物的需要。有些薄膜的外觀與貨架效果緊密相連，外觀有問題直接影響商品銷售。而厚度又是影響機械性能、阻隔性的因素之一，需要在質量和成本上找到*化的指標。因此這些指標就會在每個產品標準的要求中作出規定，相應的要求檢測方法一般有：
    1.厚度測定
　　GB／T6672－2001《塑料薄膜和薄片厚度測定 機械測量法》該非等效采用ISO4593：1993《塑料－薄膜和薄片－厚度測定－機械測量法》。適用于薄膜和薄片的厚度的測定，是采用機械法測量即接觸法，測量結果是指材料在兩個測量平面間測得的結果。測量面對試樣施加的負荷應在0.5N～1.0N之間。該方法不適用于壓花材料的測試。
    2.長度、寬度
　　GB／T 6673－2001《塑料 薄膜與片材長度和寬度的測定》非等效采用標準ISO 4592：1992《塑料－薄膜和薄片－長度和寬度的測定》。該標準規定了卷材和片材的長度和寬度的基準測量方法。
　　塑料材料的尺寸受環境溫度的影響較大，解卷時的操作拉力也會造成材料的尺寸變化。測量器具的精度不同，也會造成測量結果的差異。因此在測量中必須注意每個細節，以求測量的結果接近真值。
　　標準中規定了卷材在測量前應先將卷材以zui小的拉力打開，以不超過5m的長度層層相疊不超過20層作為被測試樣，并在這種狀態下保持一定的時間，待尺寸穩定后在進行測量。
    3.外觀
　　塑料薄膜的外觀檢驗一般采取在自然光下目測。外觀缺陷在GB／T 2035 《塑料術語及其定義》中有所規定。缺陷的大小一般需用通用的量具，如鋼板尺、游標卡尺等等進行測量。
物理機械性能
    1.HY-0580塑料力學性能——拉伸性能
　　塑料的拉伸性能試驗包括拉伸強度、拉伸斷裂應力、拉伸屈服應力、斷裂伸長率等試驗。
　　塑料拉伸性能試驗的方法國家標準有幾個，適用于不同的塑料拉伸性能試驗。
　　GB／T 1040－1992 《塑料拉伸性能試驗方法》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 薄膜拉伸性能試驗方法》是等效采用標準ISO1184－1983《塑料 薄膜拉伸性能的測定》。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薄膜、微孔片材、微孔膜的拉伸性能測試。
　　以上兩個標準中分別規定了幾種不同形狀的試樣，和拉伸速度，可根據不同產品情況進行選擇。如伸長率較大的材料，不宜采用太寬的試樣；硬質材料和半硬質材料可選擇較低的速度進行拉伸試驗，軟質材料選用較高的速度進行拉伸試驗等等。
    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方法 褲形撕裂法》是等效采用標準ISO 6383－1：1983《塑料－薄膜和薄片－耐撕裂性能的測定 第1部分；褲形撕裂法》適用于厚度在1mm以下軟質薄膜或片材。試驗方法是將長方形試樣在中間預先切開一定長度的切口，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儀中的非擺錘式的試驗機。
　　QB／T1130－1991《塑料直角撕裂性能試驗方法》適用于薄膜、薄片及其它類似的塑料材料。試驗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機的夾具上，試樣的受力方法與試樣方向垂直。用一定速度進行拉伸，試驗結果以撕裂過程中的zui大力值作為直角撕裂負荷。試樣如果太薄，可采用多片試樣疊合起來進行試驗。但是，單片和疊合試樣的結果不可比較。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方法 埃萊門多夫法》是等效采用標準ISO 6383／2－1983《塑料薄膜和薄片耐撕裂性的測定――第二部分：埃萊門多夫法》適用于軟塑料薄膜、復合薄膜、薄片，不適用于聚氯乙烯、尼龍等較硬的材料。原理是使具有規定切口的試樣承受規定大小擺錘貯存的能量所產生的撕裂力，以撕裂試樣所消耗的能量計算試樣的耐撕裂性。
    3.摩擦系數
　　靜摩擦系數是指兩接觸表面在相對移動開始時的zui大阻力與垂直施加于兩個接觸表面的法向力之比。
　　動摩擦系數是指兩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。
　　試驗是由水平試驗臺、滑塊、測力系統和使水平試驗臺上兩試驗表面相對移動的驅動機構等組成。
　　試驗通過是將兩試驗表面平放在一起，在一定的接觸壓力下，使兩表面相對移動，測得試樣開始相對移動時的力和勻速移動時的力。通過計算得出試樣的摩擦系數。
　　靜（動）摩擦系數＝目前常用的方法標準為GB／T10006－1988《塑料薄膜和薄片摩擦系數測定法》它非等效采用標準ISO 8295－1986《塑料－薄膜和薄片－摩擦系數的測定》。
    4.熱合強度
　　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，是否達到良好的密封，熱合的質量很重要，目前試驗室常用的儀器設備是“熱梯度儀”是一臺可設定不同溫度、壓力、時間的熱合試驗設備，它可用于試驗某種材料在某種條件下封合的*效果，封合質量可用QB／T 2358－1998 《塑料薄膜包裝袋熱合強度試驗方法》是常用的方法標準。本標準適用于各種塑料薄膜包裝袋的熱合強度測定。
　　試驗是將條形試樣的兩端夾在拉力試驗的兩個夾具上，進行拉伸，破壞試樣封合部位的zui大力值，就是熱合的力值，結果一定以單位長度的試樣所用的力值來表示，即熱合強度。所用的力用N／m來表示。
    5.剝離力
　　復合薄膜是用干復式或共擠式將不同單膜復合在一起，復合的好環直接影響著復合膜的強度，阻隔性及今后的使用壽命。所以在選用包裝材料前測試復合層的剝離力很重要。
　　GB／T8808－1988《軟質復合塑料材料剝離試驗方法》是將預先剝開起頭的被測膜的預分離層的兩端夾在拉力試驗機上，測試剝開材料層間時所需的力。
    6.抗沖擊性能
　　GB／T8809－1988《塑料薄膜抗擺錘沖擊試驗方法》適用于各種塑料薄膜抗擺錘沖擊試驗。試驗是測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方法 自由落鏢法》適用于塑料薄膜和厚度小于1mm的薄片。試驗是在給定的自由落標沖擊下，測定50％塑料薄膜和薄片試樣破損時的能量。以沖擊破損質量表示。
阻隔性能
　　塑料薄膜作為包裝材料，需要有對內裝物起到保護作用，阻隔外界環境對商品的影響。如防潮、防氧化、防油、防氣味等。
    1.阻隔水蒸氣性能
　　防潮性能的測試方法有很多。常用的測試方法有GB／T1037－1988《塑料薄膜和片材透水蒸汽性能試驗方法 杯式法》該方法適用于塑料薄膜、復合塑料薄膜、片材和人造革等材料。被測試樣在規定的溫度、相對溫度條件下，將試樣用混合的石蠟和蜂蠟封在透濕杯上，杯內裝一定量的干燥劑，試樣的兩端保持一定的水蒸氣壓差。稱量封好試樣在試驗前和加濕后重量的變化，其增量即水蒸氣透過量。
　　GB／T16928－1997《包裝材料試驗方法 透濕率》該標準等效采用美國聯邦標準FED－STD－101中第3030，該方法適用于紙塑復合材料等。試驗是將干燥劑封裝在試樣中，將被測面暴露在測試環境中，經一定時間，稱量其試驗前后重量變化的增量。
GB／T6982－2003《軟包裝容器透濕度試驗方法》適用于密封的軟包裝容器，將干燥劑裝入被測容器中，將其密閉，然后置于規定的溫濕度條件下，經一定的時間試樣增重的量，即水蒸氣透過量。
　　以上方法的缺點是試驗時間長，受環境影響較大。特別是近年來，高阻隔的塑料包裝材料越多，有些方法的精度顯然不夠了?，F在本實驗室引進美國M0CON公司和香港拔萃公司的透濕度測定儀。M0CON公司采用美國ASTM《 F1249－2001（代替F1249－90） Standard test method for water vapor transmission rate through plastic film and sheeting using a modulated infrared sensor》的標準。香港拔萃公司的透濕度標準正在研制檢測方法標準，不久將采用于材料透水蒸氣的試驗。
     2.阻氣性能
    目前國內普通應用的透氣性試驗方法為GB／T1038－2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法 壓差法》該標準等效采用ISO 2556：1974適用于測定塑料薄膜和片材。試驗儀器有低壓和高壓腔組成，將試樣貼在高、低壓腔之間，密閉腔將兩腔用真空泵抽真空，然后向高壓腔充1個大氣壓（0.1MPa）的試驗氣體。通過測量低壓室內的壓力增量來計算氣體透過量。本實驗室也引進美國M0CON公司的儀器。采用的是美國ASTM《Designation: D3985-81(Reapproved 1988) Stand Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor》的標準