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塑料薄膜、复合膜的性能标准与测试方法

塑料薄膜、复合膜具有不同的物理、机械、耐热以及卫生性能。当塑料薄膜应用为包装材料时,需要根据包装物以及应用环境的不同,选择合适的材料来使用。如何评价包装材料的性能呢?国内外测试方法有很多。我们应优先选择那些科学、简便、测量误差小的方法,优先选择ISO、 ASTM、以及我国国家标准、行业标准,如BB/T标准、QB/T标准、HB/T标准等等。 

GBT 2918-1998 《塑料试样状态调节和试验的标准环境》等同国际标准ISO 291:1997《塑料一状态调节和试验的标准环境》,提出了各种塑料及各类试样在相当于实验室平均环境条件的恒定环境条件下进行状态调节和试验的规范,并给出标准实验环境定义,是大部分塑料性能测试方法引用的标准。

1.规格、外观测试方法 

  塑料薄膜作为包装材料,它的尺寸规格要满足内装物的需要;外观直接影响商品形象;其厚度则又是影响机械性能、阻隔性的因素之一,需要在质量和成本上找到最优化的指标。因此这些指标就会在每个产品标准的要求中作出规定,相应的要求检测方法一般有: 

1.1厚度测定 

塑料一般具有一定的弹性,因此其厚度测定一般需要施加一定的接触负荷。

GB/T6672-2001《塑料薄膜和薄片厚度测定 机械测量法》等同采用ISO4593:1993《塑料-薄膜和薄片-厚度测定-机械测量法》。规定了机械法测量法即接触法测量塑料薄膜或薄片样品厚度的试验方法,但不适用于压花材料的测试。 

1.2.长度、宽度 

  塑料材料的尺寸受环境温度的影响较大,解卷时的操作拉力也会造成材料的尺寸变化。测量器具的精度不同,也会造成测量结果的差异。因此在测量中必须注意每个细节,以求测量的结果接近真值。 

GB/T 6673-2001《塑料 薄膜与片材长度和宽度的测定》非等效采用国际标准ISO 4592:1992《塑料-薄膜和薄片-长度和宽度的测定》。该标准规定了卷材和片材的长度和宽度的基准测量方法。标准中规定了卷材在测量前应先将卷材以最小的拉力打开,以不超过的长度层层相叠不超过20层作为被测试样,并在这种状态下保持一定的时间,待尺寸稳定后在进行测量。 

1.33.外观 

塑料薄膜的外观检验一般采取在自然光下目测。

外观缺陷在GB/T 2035 《塑料术语及其定义》中有所规定。

2.物理机械性能测试方法

   2.1拉伸性能 

  塑料的拉伸性能试验包括拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、断裂伸长率等试验。采用拉力试验机进行测试。 

  GB/T 1040-1992 《塑料拉伸性能试验方法》一般适用于厚度大于1mm的材料热塑性、热固性材料,这些材料包括填充和纤维增强的塑料材料以及塑料制品。 

  GB/T13022-1991《塑料 薄膜拉伸性能试验方法》等同国际标准ISO1184-1983《塑料 薄膜拉伸性能的测定》。适用于塑料薄膜和厚度小于1mm的片材,该方法不适用于增强薄膜、微孔片材、微孔膜的拉伸性能测试。  

2.2.撕裂性能 

  撕裂性能一般用来考核塑料薄膜和薄片及其它类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试验方法 裤形撕裂法》是等效采用国际标准ISO 6383-1:1983《塑料-薄膜和薄片-耐撕裂性能的测定 第1部分;裤形撕裂法》适用于厚度在1mm以下软质薄膜或片材。试验方法是将长方形试样在中间预先切开一定长度的切口,像一条裤子,故名裤形撕裂法。然后在恒定的撕裂速度下,测试裂纹沿切口撕裂下去所需的力。使用仪器同拉伸试验仪中的非摆锤式的试验机。 

  QB/T1130-1991《塑料直角撕裂性能试验方法》适用于薄膜、薄片及其它类似的塑料材料。试验方法是将试样裁成带有90°直角口的试样,将试样夹在拉伸试验机的夹具上,试样的受力方法与试样方向垂直。用一定速度进行拉伸,试验结果以撕裂过程中的最大力值作为直角撕裂负荷。试样如果太薄,可采用多片试样叠合起来进行试验。但是,单片和叠合试样的结果不可比较。叠合试样不适用于泡沫塑料片。 

  GB/T11999-1989《塑料薄膜和薄片耐撕裂性试验方法 埃莱门多夫法》是等效采用国际标准ISO 6383/2-1983《塑料薄膜和薄片耐撕裂性的测定――第二部分:埃莱门多夫法》适用于软塑料薄膜、复合薄膜、薄片,不适用于聚氯乙烯、尼龙等较硬的材料。原理是使具有规定切口的试样承受规定大小摆锤贮存的能量所产生的撕裂力,以撕裂试样所消耗的能量计算试样的耐撕裂性。 

2.3.摩擦系数 

  静摩擦系数是指两接触表面在相对移动开始时的最大阻力与垂直施加于两个接触表面的法向力之比。动摩擦系数是指两接触表面以一定速度相对移动时的阻力与垂直施加于两个接触表面的法向力之比。采用专用的摩擦系数测试仪测试。

   GB/T10006-1988《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定法》等同国际标准ISO 8295-1986《塑料-薄膜和薄片-摩擦系数的测定》。试验通过是将两试验表面平放在一起,在一定的接触压力下,使两表面相对移动,测得试样开始相对移动时的力和匀速移动时的力,通过计算得出试样的摩擦系数。

2.4.热合强度 

  塑料薄膜作为包装材料,常常用热合的方法将被包装物封装在内,是否达到良好的密封,热合的质量很重要。QB/T 2358-1998 《塑料薄膜包装袋热合强度试验方法》是常用的方法标准。本标准适用于各种塑料薄膜包装袋的热合强度测定。 

  首先采用热封仪在不同的温度、压力、时间等热封条件下将试样封合,然后采用拉力试验机测量热合强度。将条形试样的两端夹在拉力试验的两个夹具上,进行拉伸,破坏试样封合部位的最大力值,就是热合的力值即热合强度。

2.5.剥离力 

  复合薄膜是不同单膜用干法或共挤法复合在一起,复合的好环直接影响着复合膜的强度,阻隔性及使用寿命。一般测试复合层的剥离力来评判。 

  GB/T8808-1988《软质复合塑料材料剥离试验方法》是将预先剥开起头的被测膜的预分离层的两端夹在拉力试验机上,测试剥开材料层间时所需的力。 

2.6.抗冲击性能 

  GB/T8809-1988《塑料薄膜抗摆锤冲击试验方法》适用于各种塑料薄膜抗摆锤冲击试验。试验是测量半圆形冲头在一定速度下冲击并穿过塑料膜所消耗的能量。试验仪器一般采用薄膜冲击试验机。 

  GB/T9639-1988《塑料薄膜和薄片抗冲击性能试验方法 自由落镖法》适用于塑料薄膜和厚度小于1mm的薄片。试验是在给定的自由落镖冲击下,测定50%塑料薄膜和薄片试样破损时的能量。试验仪器一般采用落镖冲击试验机。 

3.阻隔性能测试方法 

  塑料薄膜作为包装材料,需要有对内装物起到保护作用,阻隔外界环境对商品的影响。如防潮、防氧化、防油、防气味等。 

3.1. 透湿性测试 

  透湿性测试方法主要有称重法和红外线检定法两类。国内标准一般采用称重法。

GB/T1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸汽性能试验方法 杯式法》适用于塑料薄膜、复合塑料薄膜、片材和人造革等材料。被测试样在规定的温度、相对温度条件下,将试样用混合的石蜡和蜂蜡封在透湿杯上,杯内装一定量的干燥剂,试样的两端保持一定的水蒸气压差。称量封好试样在试验前和加湿后重量的变化,其增量即水蒸气透过量。 

  GB/T16928-1997《包装材料试验方法 透湿率》该标准等效采用美国联邦标准FED-STD-101中第3030,该方法适用于纸塑复合材料等。试验是将干燥剂封装在试样中,将被测面暴露在测试环境中,经一定时间,称量其试验前后重量变化的增量。 

GB/T6982-2003《软包装容器透湿度试验方法》适用于密封的软包装容器,将干燥剂装入被测容器中,将其密闭,然后置于规定的温湿度条件下,经一定的时间试样增重的量,即水蒸气透过量。 

  红外检定法的原理是用试验薄膜隔成两个独立的气流系统,一侧为具有稳定相对湿度的氮气流,并随着干燥的氮气流流向红外检定传感器,测量出氮气中水蒸气透过率。

3.2.透气性测试

透气性测试有压差法和通过电量分析传感器的成分分析法两类。

GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 压差法》该标准等效采用ISO 2556:1974适用于测定塑料薄膜和片材。试验仪器有低压和高压腔组成,将试样贴在高、低压腔之间,密闭腔将两腔用真空泵抽真空,然后向高压腔充1个大气压(0.1MPa)的试验气体。通过测量低压室内的压力增量来计算气体透过量。

GB/T19789-2005《包装材料 塑料薄膜和薄片氧气透过性试验 库仑计检测法》参照 ASTM D 3985-1995《塑料薄膜和薄片氧气透过性试验方法— 库仑计检测法》,适用于塑料薄膜、薄片、复合材料、塑料复合纸、塑料涂覆织物等包装材料的氧气透过性的测试,可以测定包装材料的氧气透过率、氧气透过量、氧气透过常数等。透氧测试仪的原理是用试验膜隔成两个独立的气流系统,一侧为流动的待测气体(一般为纯氮气体,可以设定相对湿度),另一侧为流动的具有稳定相对湿度的氧气。试样两边的总气压相等,但氧的分压不同,在氧气的浓度差作用下,氧气透过薄膜。通过薄膜的氧气在氮气流的载运下送至电量氧传感器中,测量出气流中所含的氧气量,从而计算出材料的氧气透过率。

4.卫生性能测试方法 

包装材料的卫生性能直接关系到使用者的身体健康,如重金属含量、溶剂残留等等。

用于塑料包装材料卫生性能的检验方法标准常用的有:GB/T5009.58-2003《食品包装用聚乙烯 树脂卫生标准的分析方法》、GB/5009.59-2003《食品包装用聚苯乙烯树脂卫生标准的分析方法》、GB/5009.60-2003《食品包装用 聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙乙烯成型品卫生标准的分析方法》、GB/5009.61-2003《食品包装用三聚氢胺成型品卫生标准的分析方法》。这些标准主要规定了对食品包装材料的有机物、无机物、重金属、脱色性的实验方法。

    GB/T10004-1998《耐蒸煮复合膜、袋》和GB/T10004-1998《双向拉伸聚丙烯 (BOPP)/低密度聚乙烯(LDPER)复合膜、袋》中规定了用气相色谱法测定试样中各种溶剂如丙酮、异丙醇、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯等溶剂残留量。 

  包装材料中的有机农药残留量,敌敌畏、速灭磷、乐果、喹硫磷、等二十种有机农药的含量可参照GB/T4859.2 . .6 .7 .8.9 .10 .11-1994进行试验。 

5.其他性能测试方法 

5.1光学性能

透光率是指指透过试样的光通量与射入试样的光通量之比。雾度是指透过试样,而偏 离入射角的光通量与透过光通量之比。GB/T2410-1980《透明塑料透光水率和雾度测试方法》是目前常用的方法。测试仪器一般采用雾度仪。 

5.2表面张力

塑料薄膜作为包装材料,往往需要印刷,这就需要对表面进行处理,如电晕处理,来达到一定的表面张力。GB/T14216-1993《塑料 膜和片润湿张力测试方法》规定用已配好的不同张力的试液,俗称“达因液”来测试试样的表面张力。测试仪器一般采用界面张力仪。 

  5.3线膨胀系数

塑料薄膜受环境温度影响,常常引起尺寸的变化。GB/T1036-1989《塑料 线膨胀系数测定法》是测试在一定的温度条件下材料的线尺寸变化的一种方法。 

  5.4耐蒸煮性

  GB/T10004-1998《耐蒸煮复合膜、袋》中规定了复合膜、袋耐热耐介质性的测试方法。将袋内分别装有模拟接触食品中的盐、酸类、酒类、油类的氯化钠、乙醇、植物油密封后经高压、高温蒸煮后观查包装袋的完好情况,或测试材料试验前后的性能变化情况。测试仪器一般采用带有反压装置的高温蒸煮锅。

  总之,塑料薄膜的检测方法很多,每种方法都有一定的适用性,其试验结果与试验过程中的试验方法、仪器、人员、环境、试剂以及试样等等都有关系,因此,我们在测试塑料薄膜的性能时,选用方法标准时一定要仔细研究、验证,同时也要选择合适的测试仪器以保证测试结果准确。

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