塑料材料包装容器性能测试

塑料材料包装容器性能测试塑料容器分类1）根据所用原料：LDPE,HDPE,PP,PVC,PS,EVA,PET.2）根据加工成型方法：吹塑成型、注射、拉伸、真空、压缩成型等。3）根据形状、结构、用途：瓶类、罐类、小件塑料容器、大件塑料容器等。优点：重量轻、柔软、弹性好、耐化学药品腐蚀性强、易于着色、容易成形。缺点：在高温下易变形、成型后易伸缩变形，容器表面易产生细小伤痕，气候适应性差，易产生静电。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。跌落高度见下表。底面跌落容器容量与跌落试验高度表：容器容量L1～5060～100120～200跌落高度m1.21.00.8低温空箱：-10±2℃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；对底面进行面跌落。瓶类、桶类容器跌落试验是将容器内装满20±5℃水，从1.2m高处跌落至水泥地面，不得破损和泄漏。底面跌落，侧面跌落（2）堆码试验周转箱。将1只空箱口部向上放置，上面放置加载平板，加载平板与重物总重量2500N，负载72h。测量试样箱口部两长边中点处加载平板的高度变化量，箱体高度变化率：桶类。装入固定容量的水，堆码3只高，四面无依托，常温放置48h后检查，不倒塌。（3）周转箱底承重试验常温下将试样箱底面各边用支架、搁条组合成的框架支起，放入砂袋，箱底均匀负载。15min后，用百分表测量箱底变形量。（4）周转箱悬挂性能试验常温下试样箱均匀负载60kg；吊离地面10min；摘下吊钩检查，不允许有裂纹产生。o3602.密封性试验分为渗透和泄漏。（1）渗透：指气体或蒸汽由于高浓度区的吸附作用，直接穿过包装材料，通过材料壁向低浓度方向扩散，然后从低浓度一面吸收的过程。渗透速度与材料的性质、厚度、相对湿度有关。（2）泄漏：指气体或蒸汽穿过包装材料或容器中有限的间断点的过程。（针孔、裂缝、微小裂口、毛孔）泄漏速度取决于裂口尺寸与气体或蒸汽分子尺寸的比值、封合系统的局部压力和总压力。（如图4－18）减少防止渗透与泄漏的措施：增加容器与衬垫的厚度，封合物的材料应具有一定阻隔性；改变瓶盖与瓶口的几何设计，减少封合物与容器接触部分的间隙或裂缝。优化工艺参数：如对试样的张紧、夹持力、温度，热封层的厚度，薄膜的厚度。密封性试验分为真空试验法和重量变化法两种。真空试验法：适用于含气较多的包装袋。对于因水的影响使包装袋的强度下降较大时，不能采用这种方法。（如图4－19）组成：真空圆筒（透明，密封）、试样支撑架、真空表等。测试方法：在试样袋中装入实际内装物或类似内装物，热封好试样袋，每组至少5个试样袋。在真空圆筒中放上适当试验液，把放置试样袋的支撑架浸入溶液中，并保证试样袋表面距液面不小于25mm。把圆筒盖好，关上通气阀，启动真空泵，在30～60s内减压到1.33×104Pa时，关闭真空泵和真空阀，保持30s。观察有无气泡溢出，试验后打开试样袋，观察有无水渗入。当包装袋含气较少，或不能用真空法测定时，可采用简单方法：把内装物从袋中取出，把包装袋清洗干净作为试样袋。每组至少5个试样袋。在试样袋中注入试验液，封好后放在滤纸上，放置50min，再翻过来放置50min，观察试样有无泄漏。重量变化法：利用测定包装袋的重量的变化来检测渗漏。方法：在包装容器内充入液体，放在相对湿度为0的干燥器内，定期称重，得到重量－时间曲线的斜率即为渗透速度。正斜率－－重量增加，负斜率－－重量减少。塑料袋，塑料复合袋。真空2种方法：(1)将试样袋放入真空室内的支架上，注入水，水面高出试样袋25mm以上；加盖密封后抽真空至预定压力，有气泡连续冒出者为泄露。预定压力：20kPa、30kPa、50kPa、90kPa.(2)向试样袋内充入试验液体，封口后将试样置于滤纸上，观察试验液体是否向外泄露。（含气少时）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，检查是否泄漏。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，置于地上滚动，20min内滚动2次，每次距离5m，检查是否泄漏。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，检查是否泄漏。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38mm×13mm试片各10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℃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。图4－21应力裂纹试验1－试验片2－试验片架3－药液4－硬质玻璃试验管另一种：一定载荷下聚乙烯的环境应力破坏试验。适合厚度为0.1~1mm的大型聚乙烯容器试验。这种容器在成型时，不容易产生应力变形，但放入液态内装物后，容易产生应力破坏。图4－22。图4－22脆性破坏应力试验1－铰链连接2－微动开关3－负荷4－容器5－试验片在药液中进行拉伸试验：温度50±0.5℃，施加压力为800×104Pa，900×104Pa，1000×104Pa。试样共30个。对试样施加的载荷值为：P＝应力×试样截面积/1000试验结果用破坏的个数表示。塑料桶。应力开裂试验试样30个，在温度23±1℃处理24h。放入试验药品或有害液体，放入60±1℃、空气流速8.5~17cm3/min的恒温箱，72h，观察破裂情况，求出破坏概率。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P133表4－4食品包装用聚氯乙稀制品的卫生标准1.试样处理方法（1）试样预处理：用洗涤剂洗净，用自来水冲净，再用水淋洗3次，晾干备用。（2）浸泡条件：浸泡液量以1cm2样品2ml浸泡液计算。水：60ºC，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.氯乙烯单体的含量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，取溶液上部气体注入气相色谱仪中测定。最低检测极限为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：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℃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。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。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。三、耐药性测试测试药品的渗透性试样：外径（47.22±0.78)mm、高（107.95±1.119）mm小塑料瓶，表面积154cm2。每组3个试样瓶。在温度（23±2）℃处理24h后，在容器中注入药品溶液，测量其重量。然后将试样瓶放入（23±2）℃或（50±1）℃恒温箱中，空气流速8.5~17cm3/min。随时间延长，透湿量逐渐减少，测量重量的变化，绘制出重量－时间曲线，求出重量变化的平均值，计算透湿系数。试样瓶对药品的渗透系数为：Pt=RT/AR-容器重量变化的平均值，N/24h,A-容器的表面积，cm2,T-容器的平均厚度，cm。塑料包装容器的平均厚度：W－塑料瓶重量，N；ρ－容器密度，g/cm3AWT102玻璃材料包装容器性能测试医药包装、食品包装、饮料及酒类包装、易腐蚀物品优点：化学性能稳定、表面光滑、硬度高、不易污染、长期使用材质变化小，可回收使用。缺点：容易破碎。强度要求高。抗压，不抗拉。玻璃包装容器破裂图（P114图4－1）。(a)内压破裂，（b）外部冲击破裂，（c）跌落冲击破裂（d）热冲击破裂，（e）（f）水冲击破裂一、玻璃包装容器理化学性能测试物理性能检验：外观质量，耐压，耐冲击，应力医药瓶：耐久性，强度，密封性，瓶口光滑性酒瓶：色调，防紫外线含气饮料瓶，啤酒瓶：耐内压强度，耐热冲击性1.外观质量检验外观缺陷：口部变形，瓶口内径差，表面粗糙，壁厚不均，凹凸不平，气泡，伤痕，螺纹台阶缺口及圈数不对。目测，简单量具（卡规、环规），自动检测机2.耐内压强度试验是对玻璃容器内装物引起的压力形成的内部破坏作用做强度测试。含气饮料，内压强度与温度、冲击、容器自身形状、壁厚、回收使用时间长短有关。国际标准，充气瓶1.6MPa；国家标准，充气瓶1.2MPa，一般玻璃瓶0.7MPa瓶型越复杂，内压强度越低。圆：100％，椭圆：50％，方：10～25％－玻璃强度，为6.37×107Pa。D－瓶身内径，mm，δ－瓶壁厚度，mm。][2maxDP日本碳酸饮料瓶内压强度指标：内装物压力（Pa）20℃1min耐内压强度（Pa）21.6×104以下9.31×105以上（24.5~39.2)×10414.7×105以上(39.2~49)×10419.6×105以上（1）试验原理与设备均匀加压，直到预定值或发生破裂为止。设备：耐内压强度试验机：压力指示灯，定时器，气缸，压力计，压力管，衬垫，夹板，水。（2）试验方法①在瓶内装满水，使水面保持在瓶口部位，压紧密封装置，加盖防护罩。②开动加压装置，通过水对压力的传递来产生内压直到预定载荷值或发生破裂为止。试验装置：玻璃瓶内压力试验机（气－液压装置、夹持装置、压力显示部件、安全框等组成）图4－24内压强度试验原理1－压力指示灯2－定时器3－启动按钮4－电机5－气缸6－压力计7－压力管8－衬垫9－水10－夹板3.垂直载荷强度试验（图5－34）垂直载荷强度通常在瓶肩部外表面产生最大拉应力，随瓶肩形状的变化而变化。普通瓶堆码时400~50000N，开盖时1000~2000N。溜肩，平肩。设备：气压装置、夹持、压力显示、安全框等组成。试验方法：把试样瓶夹在平台和气缸之间，由气缸对瓶加压，记录瓶破坏时的载荷。试验时应安装树脂挡板，以免瓶碎伤人，应对整个瓶子均匀加载。4.耐冲击强度试验瓶侧壁受到冲击常产生3种应力：如图4－5。（1）局部应力。导致局部凹陷，四周产生抗拉应力，造成锥部伤痕或破损，但破瓶现象少。（2）弯曲应力。整个瓶壁因冲击而发生弯曲，内部产生拉应力。因瓶内表面一般无伤痕，引起瓶破损现象少。（3）扭转应力。在离冲击点45°处产生应力，虽然较前两种应力值小约20%，但因瓶外常有伤痕，容易产生破瓶。实际破瓶几乎由扭转应力引起。冲击强度和剥离瓶壁厚度的关系如图4－7。试验方法有机械冲击、运行冲击、斜面冲击、耐热冲击试验。图4－7冲