第五章-缓冲包装材料性能测试

1、缓冲包装材料性能测试 缓冲包装材料是一类具有高度压缩和复原性能的弹性体。当受外力时，形状尺寸发生变化，卸除外力时，应即恢复到原有的形状尺寸。其功效是受压时吸改了冲击能量，减小了外界对产品的冲击力，从而降低了产品的冲击加速度，提高了产品在装卸运输过程中的防护能力。一、静态压缩试验 主要用于评定在静载荷作用下缓冲材料的缓冲性能及其在流通过程中对内装产品的保护作用 。（1）缓冲效率（2）缓冲系数测试方法原理 采用在缓冲包装材料上低速施加压缩载荷的方法二求得缓冲包装材料的静态压缩特性及其曲线。取样 试验样品应在放置24h以上的成品中抽取5件，并切割为规则的直方体形，上、下底面积均为100100mm，厚

2、度为25mm以上(当厚度小于25mm时，允许叠放使用)。样品尺寸测量 分别沿试验样品的长、宽方向，用精度不低下0.05mm的量具测量两端及中间三个位置的尺寸，并求出平均值，精确到0.001mm 在试验样品的上表面放置一块平整的刚性平板，使试验样品受到0.2土0.02kPa的压缩载荷，30s后在载荷状态下用精度不低于0.05mm的量具测量四角的厚度，并求出平均值，精确到0.001mm(测定丝状、粒状等样品厚度时，可采用压缩箱进行测量) 用精度为0.01g以上的天平称量试验样品的质量，并记录测定值按下式计算样品的密度(gcm3) =m(IWT)式中 m一试验样品的质量，g; L一试验样品的长度，c

3、m; w一试验样品的宽度，cm T一试验样品的厚度，cmA法试验： 以123mmmin的速度沿厚度方向对试验样品逐渐增载荷(丝状、粒状等样品试验，可以利用压缩箱进行试验)。记录压缩力及相应的变形。 如果不能使用仪器记录连续的压缩力一变形曲线时，则应测出十五个点以上的压缩力及变形值，并把它们绘成曲线 。当压缩载荷急剧增加时停止试验。卸去载荷3min后测量试验样品的厚度，作为试验样品经试验后的厚度(Ts)。 B法试验： 试验前，根据材料的性质以试验样品厚度0-65%之间的某一变形量反复压缩试验品l0次。卸去载荷30min后测量试验样品的厚度，作为试验样品预压缩后的厚度(Tp)。试验时以此作为压缩试

4、验的变形原点。 预压缩试验后的试验步骤与A法试验相同。计算（1） 压缩应力 =F/A式中 -压缩应力，104Pa； F一压缩载荷，N， A一试验样品承载面积，cm2（2） 压缩应变 A法试验时压缩应变 a=（T-T1）100%/T式中 a-A法试验时压缩应变， T一试验样品原始厚度，cm； T1试验样品试验过程中的厚度，cmB法试验时压缩应变 b=（Tp-T1）100%/Tp式中 b-B法试验时压缩应变， Tp试验样品预压缩后的厚度，cm（3） 厚度减少率 (回弹性)厚度减少率（T-Tp）100%/T（4） 静态压缩残余应变 静态压缩残余应变=（T-Tj）100%/T式中 Tj一试验样品压缩试

5、验后的厚度，cm（5） 绘制曲线如图521所示 影响曲线的主要因素 a.同一缓冲材料，受力方向不同，曲线也不同，如图5-2-2所示 b.环境温度、湿度不同，曲线也不同如图5-2-3所示如p=0.03gcm3的聚乙烯泡沫材料在温度为+27和-54时的曲线二、动态压缩试验（1） 试验原理 用自由跌落的重锤对包装用缓冲材料施加冲击载荷，以模拟装卸中缓冲材料受到的冲击作用，试验结果表示为缓冲材料的动态压缩特性曲线 （2）测试系统（3） 试验步骤 在规定的温、湿度条件下预处理试样24h以上后，用符合GB8167-87所规定的试验机和测试系统上对试样进行动态压缩试验，如达不到相同条件，则必须在试验样品离开

6、预处理条件5min内开始试验 a.将试验样品放置在试验机的底座上，并使其中心与重锤的中心在同一垂线上适当地固定试验样品，固定时应不使试验样品产生变形(丝状、粒状等试验样品，可以利用压缩箱进行试验)b.使试验机的重锤从预定的跌落高度冲击试验样品，连续冲击5次，每次冲击脉冲的间隔不小于lmin记录每次冲击的加速度一时间历程试验过程中，若未达到5次冲击时就巳确认样品发生损坏或丧失缓冲能力时，则中断试验c.冲击试验结束3min，测量试验样品的厚度，作为动态压缩试验后的厚度(Tel)d同样的方法对组内的其余试验样品进行冲击试验（4） 计算a、最大加速度 最大加速度取5次连续冲击后4次的最大速度的平均值b

7、、静应力s，(Pa) s=W/A式中 w一重锤的重力，104N； A一试验样品受冲击的表面面积cm2 c 最大应力 m=Gms式中m试样所承受的最大应力， 104Nd 动态压缩残余应变(厚度变化) 动态压缩残余应变=（T-Td） 100%/T式中 T一试验样品的原始厚度，cm， Td一试验样品动态压缩试验后的厚度，cm(5) 绘制曲线以最大加速度为纵坐标，以静应力为横坐标，绘出量大加速度一静应力曲线以厚度变化为纵坐标，以静应力为横坐标，绘制厚度变化一静应力曲线 例如在20、65RH条件下测得聚苯乙烯泡沫(=0.0125，T=4cm，A=1010mm，h50cm)的厚度变化-静应力曲线。（6）确

8、定动态缓冲系数 由缓冲原理可推导知，缓冲系数 C=TG/H 当试样厚度T和跌落高度H设定后，读出固定于垂径上的加速度G值便可求得缓冲系C， 又最大应力 m=sG 所以，只要改变静应力s，就可求出在不同负荷下的缓冲系数影响缓冲系数的因素（1）压缩速度（2）温度（3）预应力压缩蠕变的测量 蠕变是指材料在应力作用下，引起的与时间有关的应变，使材料保持一定的静压状态，随时间的增长变形逐渐增加的现象，缓冲包装物品在保管贮藏过程中常常引起这种变形；在蠕变前后，既使从同一高度落下，内装物中产生的加速度值也有变化。 将试样装在外箱内放上的内箱，内箱上加重锤，加载应缓慢，保持试样受载均匀预先在内外箱中央、前后位

9、置上作好标记，加载60s后，测量施加负荷时的厚度，取平均值 负荷的大小用先按静态压缩试验时绘制的应力一应变曲线，以变形达5%的负荷作为标准值，还可以变形达2、lo的负荷进行试验测量厚度的时间间隔以6分钟、1小时、24小时，4天，7天为标准还可作更长时间如30天，90天等进行试验 试验结束后，从试验台上取下内箱(压缩板)，分别在30s、30min、24h后测量其厚度，做为回弹性 应特别注意，在测量过程中，试验装置应放置在不受振动和冲击外力影响的环境中，蠕变可由下式计算： 蠕变()=(To-Tn)l00/To式中 To一试验前试样的厚度(cm); Tn一指定时间内，载荷作用下，试样厚度(cm)。振

10、动传递特性试验 主要评定在正弦振动作用下包装袋用缓冲材料的振动传递(隔纸)特性及对包装内袋物的保护能力其试验数据可用于包装的隔振设计。（1） 试验原理 本试验由质量块、缓冲材料、固定装置及振动台构成振动系统，以模拟包装件在正弦作用下缓冲材料的受力状态。试验中记录振动状态下质量块和振动台上的加速度信号，并归其表示成传递率一频率特性曲线。2. 试验设备 试验用振动台、固定装置，质量块、测试系统应满足GB8169-87中所规定的条件。如：可调质量块上、下底面积应大于2020cm2；测试系统应包括速度传感器，放大器，显示、记录装置等，且要求具有足够的频率响应，测试精度应在5之内。 3 试验步骤 a从放置24h以上的成品中抽取试验样品，并切成上、下底面积为20X20cm2的规则立方体l0件。 b测量试验样品尺寸(长、宽、厚度、密度)。 c分别在质量块中和振动台上安装加速度传感器。 d调节质量块的质量，以对试验样品施加所需的静压力。e将两块试验样品分别放置在质量块的上，下部f将固定装置的盖板压在质量块上的试验样品上，并适当加固。一般应使上部的试验样品受到0.7kPa的静压力试验中应尽量避免由于质量块与试验样品收