包装材料学实验论文

湖南工业大学1包装材料学实验论文班级：姓名：学号：指导老师：时间：湖南工业大学2铜版纸与双胶纸以及PE膜的性能测定及分析摘要本文通过对纸张的厚度与紧度、定量与密度、耐破度、撕裂强度、抗张强度、环压强度等一系列的性能对比试验以及对PE塑料薄膜的厚度、透光度、撕裂强度、热封性能等的测试和对PE塑料片材的抗弯强度和硬度的研究得出了一系列的性能对比数据，从这些数据中分析得出了铜版纸和双胶纸及聚乙烯的性能特点，并分析了影响其力学性能的因素。这些对于纸与纸板及塑料的研究开发以及在包装和其它领域的应用有着重要的意义。关键词：铜版纸双胶纸聚乙烯性能用途一、目前市场上常用纸、塑料包装材料概述1.常见的纸包装材料1.1牛皮纸牛皮纸强度高、韧性大、耐破度、耐折度、耐水性较好，主要用于包裹商品和制作纸袋。1.2包装纸包装纸用于生产普通小纸袋和包裹成包商品。1.3纸袋纸又称水泥袋纸，是一种工业包装纸，有较大的透气度和破裂功1.4鸡皮纸是一种单面光泽度很高、纤维分布均匀、强度较好的包装用纸，主要用于包装工业用品和食品。1.5玻璃纸又称透明纸，是一种透明度非常高的高级包装用纸。1.6胶版纸专供印刷、包装装潢的双面光印刷纸，分为特号、一号、二号三种。2.塑料包装材料2.1聚乙烯（PE）是世界上产量最大的塑料品种，其主要产品有低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯等。2.2聚丙烯(PP)广泛用于制作食品、饮料、啤酒等塑料周转箱、瓶子、编织袋、包装薄膜、打包带、捆扎绳以及泡沫塑料缓冲材料等。2.3聚氯乙烯（PVC）用途广泛，可以制成硬纸包装容器、透明泡罩包装和软质包装薄膜以及泡沫湖南工业大学3塑料缓冲材料等。2.4聚偏二氯乙烯(PVDC)主要用于制作复合薄膜和涂布材料等。2.5聚苯乙烯(PS)广泛用于制造包装盒、杯、瓶等小型容器以及包装薄膜，用于食品、医药品以及日用品的包装。2.6聚酰胺、聚酯聚酰胺(PA)商品名为尼龙，常以薄膜的形式用于食品包装；聚酯（PET或PETP）主要用于制作薄膜和容器。2.7聚碳酸酯、聚氨酯聚碳酸酯(PC)主要用于食品包装；聚氨酯(PU)主要用于制作泡沫塑料、涂料、粘合剂、弹性体等。二．我所选择的材料分析1．铜版纸与双胶纸1.1铜版纸铜版纸是印刷厂主要使用的纸张之一，铜版纸是俗称，正式名称应该是印刷涂料纸。供铜版印刷用的一种涂料加工纸，有平板纸和卷筒纸。铜版原纸用漂白化学木浆或配以部分漂白化学草浆在造纸机上抄造而成。以原纸为纸基，将白色颜料(也称白土，如高岭土、滑石粉、二氧化钛等)、胶黏剂(聚乙烯醇、改性淀粉、合成胶乳等)，以及其他辅料(如光泽剂、硬化剂、塑化剂、分散剂、润湿剂、乳白剂、荧光增白剂、调色剂等)，在涂布机上进行均匀涂布加工，并经干燥和超级压光而制成。用于高级美术印刷、挂历、画册、彩色插图、书刊封面和广告商标等。1.2双胶纸双胶纸：双胶纸是指印刷用纸,也叫胶版纸（胶版印刷纸WOODFREEOFFSETPRINTINGPAPER），旧称道令纸/道林纸，属于文化纸（或文化印刷纸）大类。由富邦纸业编辑。双胶纸是指在造纸过程中把胶料涂敷在纸的两面以改善其表面物性的纸，主要供平版（胶印）印刷机或其他印刷机印刷较高级彩色印刷品时使用，适于印制单色或多色的书刊封面、正文、插页、画报、地图、宣传画、彩色商标和各种包装品。一般双胶纸的定量在60克到120克之间,也有如150克、180克、300g的高克重双胶纸。不但有米黄色、象牙白色，还有彩色双胶纸。2．PE塑料包装材料2.1PE塑料薄膜生产工艺：主要有高压管式法和釜式法两种。从目前发展状况看，为降低反应温度和压力，管式法工艺普遍采用低温高活性引剂引发聚合体系，以高纯度乙烯为主要原料，以丙烯/丙烷等为密度调整剂，使用高活性引发剂在约200℃～330℃、150-300MPa条件下进行聚合反应。PE是非极性高分子聚合物，所以它对水蒸气的透过率低，应该具有很好的防潮性，但是对气体和有机蒸气的透过率较大，所以气密性可能不好；在聚乙烯的分子中既无双键，也无活性基团和杂原子，所以PE的化学性质稳定；因其强度和耐热性不高，所以具有优良的热粘合性和热封性能；PE的耐环境应力开裂性差，所以其撕裂强度不是很大。2.2PE塑料片材湖南工业大学4具有韧性高，抗拉，耐磨性能好等特点，所以估计其抗弯强度比较大，而硬度不是很大。三．实验数据1.纸包装材料1.1纸张厚度与定量试验数据表1-1材料单位铜版纸双胶纸厚度(mm)0.1660.157紧度(g/cm3)1.190.90定量（g/m2）198.01141.47结论：铜版纸的厚度约为0.166mm，紧度约为1.19g/cm3,定量约为198.01g/m2，双胶纸的厚度约为0.157mm，紧度约为0.90g/cm3,定量约为141.47g/m2；铜版纸的厚度、定量均大于双胶纸，代表铜版纸的强韧性比双胶纸好。铜版纸紧度大于双胶纸表示铜版纸的印刷性能要强于双胶纸。1.2纸张耐折度、挺度、抗张与拉伸强度、撕裂度、环压强度试验数据表1-2材料性能铜版纸双胶纸纵向受力横向受力纵向受力横向受力抗张强度(KN/m)7.574.656.353.44伸长率3.3%7.8%2.1%4.3%耐折强度(次数)30241716撕裂力(mN)62.581.56872撕裂强度（kN/m）0.4750.3760.460.43环压强度(KN/m)1.151.030.880.685环压强度指数(Nm/g)5.815.206.224.70挺度(N·mm)铜版纸纵向3.25横向1.98双胶纸纵向2.78横向2.60湖南工业大学5结论：纸张纵向受力时抗张强度大于横向受力时的抗张强度，说明纵向纤维结合力更强一些，但伸长率纵向没有横向的大；铜版纸的耐折强度比双胶纸好，对同一种材质的纵向耐折度要比横向稍好一些；纸张的撕裂强度纵向比横向大；双胶纸挺度要比铜版纸小，对同一种材质的纵向挺度大于其横向挺度；双胶纸的纵向环压指数最高，即抗平压能力最强，双胶纸的要强于铜版纸，同一材质的纵向环压强度大于横向环压强度。1.3纸张耐破度试验数据表1-3材料单位铜版纸双胶纸耐破度(Kpam2/g)1.751.67结论：双胶纸的耐破指数小于铜版纸。2.塑料包装材料2.1PE的厚度、硬度、雾度、透光率试验数据表2-1性质材料厚度(mm)PS片材硬度(HRL)雾度透光率PE薄膜0.05374.1717.52%90.87%结论：PE材料的厚度约为0.053mm；PS片状材料的硬度约为74.17HRL；PE材料的雾度约为17.52%；PE材料的透光率约为90.87%，其透光率越高，雾度越低。2.2PE的耐磨性、撕裂强度、热封强度的实验数据表2-2性能材料耐磨性透气性动摩擦因数静摩擦因数透气量(cm3/m2·d·Pa)透气系数（cm3·cm/cm2·s·Pa）垂直平行垂直平行湖南工业大学6结论：PE材料的耐磨性不是很好；而且两试样垂直放置时的摩擦因素比平行放置时要大；PE材料的透气性比较高。2.3PE的撕裂强度、热封强度试验数据表2-3材料性质撕裂强度横向受力(KN/m)纵向受力(KN/m)PE薄膜195.67115.23表2-4热封强度上控温度98℃下控温度100℃纵向受力B(N/15mm)8.285横向受力B(N/15m)8.400上控温度100℃下控温度102℃纵向受力B(N/15nm)9.042横向受力B(N/15nm)10.156上控温度102℃下控温度104℃纵向受力B(N/15nm)9.040横向受力B(N/15nm)11.300结论：PE材料的撕裂度实验值与理论值相差很小，在允许误差范围内，PE材料纵向受力撕裂强度小于横向受力时撕裂强度。纵向受力热封强度小于横向受力时热封强度，且在一定范围内，随温度的上升热封强度呈增大趋势。2.4PE塑料片材的抗弯强度试验数据表2-5抗弯强度材料最大力点负荷（KN）最大点应力（Mpa）最大点变形（mm）弹性模量（Mpa）PE片材0.12744.637.16743.18.结论：挠度为7.16mm，PE片材所能承受的最大弯曲应力为44.63Mpa，弹性模PE薄膜0.16950.18650.20750.210521461.×10-6131.6×10-15湖南工业大学7量为743.18Mpa。四、试验分析结论1.铜版纸与双胶纸的实验对比从实验数据中我们可以把双胶纸与铜版纸比较后得到双胶纸具有的优点是，平压强度高，适合于做印刷用纸。而铜版纸纸面平整，没有斑点和条痕等纸病，光滑度更好，摸上去手感更佳，适合于印刷精美画册、图书、海报、日历等对纸张表面性能要求高的产品，这与我们先前的预测也是一致的。3.塑料薄膜（PE）通过以上的数据结论，我们可以发现塑料薄膜PE的一些基本性能，其透明性不高，热封性优良，因其耐热性较差，者是其最大的优点。我们也可知道它是一种低密度聚乙烯，因为高密度聚乙烯的耐热性要好一些。可广泛用于透明低温冷冻包装制品的生产；硬度不大，没有聚丙烯高，其透明性也没有聚丙烯高，因为聚丙烯中含一个甲基，使得分子间的间隙较大，薄膜的致密性就差一些。相对于其他热塑性塑料，其拉伸强度相对低，韧性相对好，撕裂强度较低。在常温下易发生光氧化作用，耐热性能不好，熔点低可作热封材料。PE为非极性的，水为极性的，气体为非极性的，所以PE的阻水性好而阻气性差。而PE塑料片材的抗弯强度不是很大，硬度也不是很大。通过实验，我证明了自己开始对PE的一些性能预测是正确的。五、实验总结这次实验在以前学习的有关纸张和塑料的基本性能的基础上让我更加深刻的了解了纸包装材料的厚度、紧度、定量、耐折度、撕裂度、抗张强度、环压强度、挺度、耐破度等性能。从这些指标中我们了解到纸的一些包装用途，对于塑料包装材料，我们也通过实验了解了PE塑料薄膜的厚度、耐磨性、抗冲击强度、透气性等性能，我们发现PE塑料薄膜具有撕裂度强，质轻，延展性好，透气性高，易于氧气等气体透过等特性，它一般可以生产各种日用品，如奶瓶、皂盒、玩具、杯子、塑料花等，还能做成各种各样的塑料袋。通过实验，我对纸包装材料以及塑料包装材料有了进一步的了解，对铜版纸以及双胶纸的一些基本性能和适用范围有了更深刻的理解，对PE塑料包装材料的一些优缺点也有了更好的认识，为学习《包装材料学》这门课程打下了坚实的基础，也为以后的工作和对这方面的研究有了一个很好的准备。在实验的过程中，我遇到了种种困难，有时一个实验做了五六次，但通过老师的帮助以及自己的努湖南工业大学8力，终于一一克服了，这使我意识到科学的的进步都是来之不易的，需要进行无数次实验，不经历艰辛和汗水，不会有成绩。因此，这对我以后的学习和工作都有巨大的促进和监督作用。这就是我的心得和体会。六、参考文献[1]刘喜生孙荣芳[J].包装材料学[2]向红曾克俭[J].包装概论[3]包装标准化与质量法规陆佳平著[4]《包装材料学实验》指导书