包裝材料學(xué)試驗(yàn)指導(dǎo)書

1、圖1-1 EMT系列液晶電子拉力試驗(yàn)機(jī)包裝材料學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)1塑料薄膜性能測(cè)試、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過實(shí)驗(yàn)掌握使用電子拉伸儀測(cè)定塑料薄膜拉伸強(qiáng)度的方法。2. 通過對(duì)具有代表性的幾種塑料薄膜拉伸強(qiáng)度的測(cè)定，加深理解聚合物根據(jù)應(yīng)力一應(yīng) 變情況分類方法，并學(xué)會(huì)通過應(yīng)力一應(yīng)變曲線對(duì)被測(cè)試樣加以判斷歸類。、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1. 按國標(biāo)GB13022- 91規(guī)定測(cè)定被測(cè)試樣的拉伸強(qiáng)度；2. 計(jì)算每種塑料薄膜拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長率及彈性模量，并繪制每種試樣的應(yīng)力一應(yīng) 變曲線圖。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備名稱及原理1. 實(shí)驗(yàn)儀器(如圖1-1所示)主要技術(shù)指標(biāo)：最大負(fù)荷：1KN測(cè)力精度：示值的土 1%以內(nèi)有效拉伸空間：600mm試驗(yàn)

2、速度范圍：20 500mm/min位移測(cè)量分辨率：0.01m2. 儀器工作原理(1) 機(jī)械結(jié)構(gòu)原理機(jī)械傳動(dòng)順序如下:電機(jī)一-連軸器»減速機(jī)絲杠試臺(tái)升降由電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)， 在絲杠上固定有一個(gè)可移動(dòng)夾具，另一個(gè)夾具固定在機(jī)座上，將試樣夾緊在兩夾具之間，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使其上夾具向上運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì) 試樣施加拉伸載荷。(2)電氣控制及拉力顯示原理通過相應(yīng)的電路處理， 可拉伸載荷大小由拉力傳感器將機(jī)械力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) 直接顯示拉力的大小及拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長率。四、實(shí)驗(yàn)方法1. 試樣制備方法沿被測(cè)塑料薄膜縱橫向， 使用標(biāo)準(zhǔn)切刀沖裁成啞鈴形(如圖 1-2所示)試樣條，橫 縱向各10條。按國標(biāo) GB13

3、022 91要求對(duì)試條進(jìn)行預(yù)處理，即溫度 20±2C,濕度 60± 5%條件下放置 4小時(shí)后方可試驗(yàn)。L3總長115; L2夾具間初始距離 80±5; L1平行部分長度33±2;L。一標(biāo)線間距離 25±0.25 ; R 大半徑25±2; r 小半徑14±1; b平行部分寬度 6±0.4 ; b1 端部寬度25±1; d 厚度。2. 實(shí)驗(yàn)操作步驟(1 )將儀器拉伸速度設(shè)定為 300mm/min輸入試樣寬度及厚度。(2) 調(diào)整夾具高度，將一個(gè)試樣條夾緊于上下夾具之間。(3) 將儀器力與位移顯示清零，按原點(diǎn)，按

4、運(yùn)行，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(4 )試條斷裂，夾具會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)，記錄最大拉伸強(qiáng)度，及位移斷裂伸長率后, 按返車鍵即可準(zhǔn)備進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)。五、操作注意事項(xiàng)1. 試樣夾持應(yīng)位于兩夾具中心線上。2. 設(shè)定原始標(biāo)距后夾具不可升降。3. 在實(shí)驗(yàn)過程中禁止用大力拉上夾具，以免損壞拉力傳感器。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 說明實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)步驟。2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表求平均值。3. 繪制應(yīng)力應(yīng)變曲線并分析曲線特點(diǎn)。4. 回答思考題。七、思考題1. 為什么相同厚度的低密度聚乙烯（LDPE）薄膜與聚氯乙稀（PVC薄膜拉伸特性差異很大?2. 試比較分析韌性材料與脆性材料的拉伸性能差異 ?圖2-2試樣上測(cè)量點(diǎn)位置選取示意圖實(shí)驗(yàn)2印刷

5、包裝用紙性能測(cè)試、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握紙張厚度儀，電子天平，撕裂強(qiáng)度測(cè)定儀，MIT式耐折度測(cè)定儀的操作方法。2. 通過對(duì)包裝用牛皮紙不同定量的性能測(cè)試，了解包裝用紙隨定量增加其機(jī)械性能 指標(biāo)是如何變化的，并對(duì)紙張縱橫向的機(jī)械性能差異有所認(rèn)識(shí)。、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1. 按國標(biāo)GB451.2-89中規(guī)定測(cè)定紙張的定量。2 .按國標(biāo)GB451.3-89中規(guī)定測(cè)定紙張的厚度。3. 按國標(biāo)GB455.1-89中規(guī)定測(cè)定紙張的撕裂強(qiáng)度。4. 按國標(biāo)GB2679.5-81中規(guī)定測(cè)定紙張的耐折度。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）包裝用紙張定量的測(cè)定（參照國標(biāo) GB4512.2-89 ）1. 定量即紙或紙張每平方米的質(zhì)量，以g/怦表示。將

6、待測(cè)紙張切取面積為 100 cm 2的圓形標(biāo)準(zhǔn)式樣5個(gè)，在靈敏度大于0.01g的天平上進(jìn)行稱量，取得M用下式計(jì)算曰.圖2-1 ER 120A電子分析天平定量。式中：G式樣定量； M 式樣的平均質(zhì)量（g）; A式樣面積（怦）。2.實(shí)驗(yàn)儀器（ER- 120A電子分析天平，如圖 2-1所示）主要技術(shù)參數(shù)：讀數(shù)精度0.1mg稱量范圍0120g穩(wěn)定時(shí)間5s稱盤直徑？85mm操作溫度540 C（二）包裝用紙張厚度測(cè)定（參照國標(biāo)GB451.389）1. 從樣品中隨機(jī)切取 200mM250mm大小的式樣5個(gè)，按圖2-2所示選擇測(cè)量點(diǎn),將被測(cè)式樣放置在下測(cè)量面上，然后將上測(cè)量面慢慢地放下（其下移速度應(yīng)小于3mm

7、/s）接觸試樣表面應(yīng)盡可能的避免產(chǎn)生任何沖擊作用，待指針停轉(zhuǎn)后25s內(nèi)讀取測(cè)量數(shù)值。2. 實(shí)驗(yàn)儀器（J HDY04型紙與紙板厚度測(cè)量儀，如圖2-3所示）主要技術(shù)特性：測(cè)量范圍：（04） mm分度值：0.01mm接觸壓力：（100 ± 10） kpa接觸面積：（2 ± 0.05 ）皿2圖2-3 J HDY0貍紙與紙板厚度測(cè)量儀1座體；2重錘；3防轉(zhuǎn)螺釘；4測(cè)量頭；5量砧；6螺釘;7撥桿；8小軸；9套墊；10螺釘；11量表。定長度所需要的力，以 將待測(cè)紙切取63X 75mm大小的試樣，沿紙張橫縱向各切取 向與試樣長向平行的進(jìn)行橫向?qū)嶒?yàn)。反之，則進(jìn)行縱向?qū)嶒?yàn)。 將4個(gè)試樣夾持在儀

8、器試樣夾上（注意不論橫縱向?qū)嶒?yàn)均沿 豎直夾持）按預(yù)切刀切取 20mm的預(yù)切口。 按下釋放的裝置，使試樣撕裂開， 的視為數(shù)值無效，重新實(shí)驗(yàn)。 數(shù)據(jù)讀取“ S”代表的值是格數(shù)，1.內(nèi)撕裂度是指撕裂預(yù)先切口的紙或紙板至1）mN表示。40張，對(duì)于紙縱2)3)撕裂口偏歇斜不得超過4)63mm尺寸方向10mm若有超出并不是撕裂度，需按下式計(jì)算出撕裂度。A=sp/n式中:A-撕裂度s-平均刻度讀數(shù)P換算因子（A擺是2, B擺是4, C擺是8）n-同時(shí)撕裂試樣的層數(shù)2. 實(shí)驗(yàn)儀器（如圖2-4所示）（三）包裝用紙張撕裂強(qiáng)度的測(cè)定（參照國標(biāo)GB455.1 89）圖2-4 ELMENPORF（愛利門道夫）09型撕裂

9、度儀（瑞典 L&W公司制造）1、2調(diào)整器；3、9、15指針及定位器、停止器；4彈簧；5、12切刀及手柄；6、7、8螺母；10、11試樣架；13精調(diào)砝碼孔；14、18、19定標(biāo)器；16保持器；17擋塊；20調(diào)節(jié)螺絲；21刻度尺。儀器原理：利用擺的自重，將其重心提升到一固定高度，使擺具有了一定的勢(shì)能，釋放擺,使其圍繞軸心，自由擺動(dòng)，同時(shí)將試樣撕裂。（四）包裝用紙耐折度測(cè)定（參照國標(biāo)2679.5 91）1. 耐折度是指紙或紙板在一定張力下所能承受135。的往復(fù)折疊的能力，以往復(fù)折疊的次數(shù)來表示。1）將待測(cè)紙樣使用專用切紙刀，切取15mr 150mm大小的試樣橫縱向各 8條,按GB450-79

10、要求在標(biāo)準(zhǔn)溫、濕度進(jìn)行預(yù)處理。2）根據(jù)待測(cè)紙的厚度選擇合適的折疊頭。3）根據(jù)待測(cè)試樣夾持在上下夾具上，保證豎直狀態(tài)，按下開關(guān)待試樣折斷后， 記錄折疊次數(shù)即可，注意標(biāo)明最大和最小值。2. 實(shí)驗(yàn)儀器（MIT立式耐折度儀，如圖 2-5所示）折疊口的圓弧半徑0.38 ±主要技術(shù)參數(shù)：張力調(diào)節(jié)范圍4.9N14.7N折疊角度1350土 2o折疊速度175± 10次/分電動(dòng)機(jī)90瓦1420轉(zhuǎn)/分,220伏單L30.02mm圖2-5 MIT立式耐折度儀1 前蓋板； 2 試樣裝卡調(diào)整柄； 3 張力調(diào)整螺釘； 4 指針； 5 張力桿；6 張力標(biāo)度； 7 制動(dòng)螺釘； 8 上夾頭； 9 夾持螺釘；

11、 10 折疊頭； 11 電機(jī)；12 計(jì)數(shù)器； 13 電源開關(guān)； 14 加緊螺釘。工作原理： 由電機(jī)通過連軸器和蝸桿軸連接，經(jīng)蝸輪蝸桿變速，減速到175 轉(zhuǎn)/ 分。在通過偏心輪滑快機(jī)構(gòu)和裝在滑板一側(cè)的齒條，嚙合擺動(dòng)軸上的小齒輪，產(chǎn)生下夾頭 的左右擺動(dòng)。其擺動(dòng)次數(shù)為 175 次/ 分。四、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求1 說明實(shí)驗(yàn)的目的及任務(wù)，簡述實(shí)驗(yàn)步驟。2 實(shí)驗(yàn)所用儀器名稱，型號(hào)，簡述工作原理。3 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并作簡要總結(jié)。4 根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)，對(duì)實(shí)現(xiàn)中的現(xiàn)象加以分析。5 認(rèn)真回答思考題。五、 思考題1 包裝用牛皮紙隨定量增加機(jī)械強(qiáng)度如何變化？2 為什么紙張橫向，縱向機(jī)械強(qiáng)度有一定的差異？實(shí)驗(yàn)3印刷包裝用

12、紙板性能測(cè)試、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握紙板定量、厚度、緊度、挺度、環(huán)壓強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度的測(cè)定方法；2. 通過對(duì)包裝用單面涂布白紙板的性能測(cè)試，了解包裝用紙板機(jī)械強(qiáng)度的基本特點(diǎn)（與紙張機(jī)械強(qiáng)度比較）。、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1. 按國標(biāo)GB451.2 89中規(guī)定測(cè)定紙板的定量；2. 按國標(biāo)GB451.3 89中規(guī)定測(cè)定紙板的厚度與緊度;3. 按國標(biāo)GB2679.3 81中規(guī)定測(cè)定紙板的挺度；4. 按國標(biāo)GB2679.6 81中規(guī)定測(cè)定紙板的環(huán)壓強(qiáng)度。5. 按國準(zhǔn)GB 2679.7中規(guī)定測(cè)定紙板的戳穿強(qiáng)度、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包裝用單面涂布白紙板主要應(yīng)用于醫(yī)藥、日用品的包裝，生產(chǎn)的產(chǎn)品是小包裝盒，因此該紙板的抗壓縮性能與抗彎曲性能

13、尤為重要，下面重點(diǎn)闡述挺度與環(huán)壓強(qiáng)度的測(cè)定方法：（一）包裝用單面涂布白紙板挺度的測(cè)定（參照國標(biāo)GB2679.3-81 ）挺度是指在一定的條件下彎曲38mm寬的紙板至15°角時(shí)的彎矩，以g? cm（克？厘米）或mN? m （毫牛頓?米）表示。1. 將待測(cè)紙板切取 38mM 70mm大小試樣，沿紙板橫縱向各切取10張?jiān)嚇訔l。對(duì)于紙板縱向與試樣長向平行的進(jìn)行橫向?qū)嶒?yàn)，反之則進(jìn)行縱向?qū)嶒?yàn)。2. 實(shí)驗(yàn)儀器（如圖3-1所示）主要技術(shù)參數(shù)：額定載荷：5000mN示值精度：1%彎曲角度：在530°范圍內(nèi)有 級(jí)調(diào)節(jié)彎曲長度：1.5、10、15、20、25、50 （mr）夾持器寬度：38mm圖

14、3-1 16D型臥式挺度儀（瑞典 L &W公司制造）1移位旋鈕；2鎖緊螺釘；3傳感器接口； 4顯示器；5電源開關(guān)；6傳感器；7試樣夾持器；8彎曲度調(diào)節(jié)器；9開始按鈕；10前進(jìn)復(fù)位按鈕。3. 連接傳感器，固定在50mm處，并校準(zhǔn)儀器，將數(shù)據(jù)顯示定為顯示彎矩，即mN? m（毫牛頓?米）4. 將預(yù)處理后的試樣條夾持在試樣夾上，使用移位旋鈕將傳感器探頭輕微接觸，試樣邊緣內(nèi)12mm處。按下開始按鈕，儀器的試樣夾自動(dòng)圍繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)15°,那么傳感器探頭就感應(yīng)到試樣彎曲15°所產(chǎn)生的彎矩大小。5. 記錄每張?jiān)嚇訔l的數(shù)據(jù)（實(shí)驗(yàn)時(shí)切記不要彎曲試樣）。（二）瓦楞箱紙板環(huán)壓強(qiáng)度的測(cè)定（參

15、照國標(biāo)GB2679.6 81）瓦楞箱紙板的環(huán)壓強(qiáng)度是指將一定尺寸的瓦楞箱紙板樣條插在試樣座內(nèi)，形成圓環(huán)形，在兩測(cè)量板之間進(jìn)行壓縮，在壓潰前所承受的最大的力，即為環(huán)壓強(qiáng)度。1. 將待測(cè)紙板使用專用的環(huán)壓強(qiáng)度取樣器（如圖 3-2所示）沿紙板的橫縱向切取寬12.7 0.O25mm長152 0.25 mm各十條。紙板縱向與試樣長向平行的進(jìn)行橫向?qū)嶒?yàn), 反之則進(jìn)行縱向?qū)嶒?yàn)。圖3-2 環(huán)壓強(qiáng)度取樣器2. 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備（如圖 3-3所示）主要技術(shù)參數(shù)：額定壓力：5KW顯示值精度：± 1%行程：76mm壓縮板尺寸：125mM 125mm 實(shí)驗(yàn)速度范圍：550mm/min 標(biāo)定速度：12mm/mi n

16、圖3-3 48 型壓縮儀（瑞典L &W公司制造）1下測(cè)量板；2上測(cè)量板；3停止環(huán)；4機(jī)座；5控制板面。 儀器特點(diǎn)：本設(shè)備壓力傳感器是與上壓板相連接，保證了測(cè)量精度，下壓板為加載板， 是直接與交流變頻調(diào)速電機(jī)相連，保證了加載精度。3. 將預(yù)處理好的試樣，按其厚度選擇合適的環(huán)壓強(qiáng)度測(cè)試座（見表3-1 ）。4. 將預(yù)處理好的試樣，插入環(huán)壓座內(nèi)，放置在壓縮儀下壓板上，然后按加載按鈕， 讓下壓板以12.7mm/min的速度對(duì)試樣進(jìn)行壓縮，當(dāng)壓力值穩(wěn)定不再增加時(shí)，說明 試樣已被壓潰，記錄該壓力。5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理環(huán)壓強(qiáng)度:R 環(huán)壓強(qiáng)度F壓潰力（N）L 試樣長度（mn）環(huán)壓指數(shù):Rr N?m/gWR環(huán)

17、壓強(qiáng)度（N/m）W試樣定量（g/ m2）表3-1環(huán)壓強(qiáng)度測(cè)試座選擇規(guī)則試祥事度mma w m e0-170.4*.It0.2B0<3141,0.050,0 ±0,05(三) 瓦楞箱紙板戳穿強(qiáng)度(GB 2679.7 )紙板的戳穿強(qiáng)度是指用一定形狀的角錐穿過紙板所需的功，即包括開始穿刺及使紙板撕裂彎折成孔所需的功，它以角錐總能量的損失來表示，單位以kgf.cm ( 1kgf.cm=0.098J )表示，國際單位是 J。戳穿強(qiáng)度屬于動(dòng)態(tài)強(qiáng)度，模擬紙板受到突然施加的沖擊力時(shí)的強(qiáng)度性 能。例如，紙包裝箱在裝卸搬運(yùn)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)中，常常會(huì)由于尖硬的物品撞擊而破壞。戳穿強(qiáng) 度與耐破度的本質(zhì)區(qū)別是

18、，耐破度是均勻地施加壓力而把試樣鼓破，屬于靜態(tài)強(qiáng)度；而戳穿強(qiáng)度是突然施加一個(gè)撞擊力把紙板戳穿，屬于動(dòng)態(tài)強(qiáng)度。因此，對(duì)于紙板類包裝材料，戳穿強(qiáng)度顯得更有實(shí)際意義。(1) BK-52型戳穿度儀 結(jié)構(gòu)及工作原理。BK-52型戳穿度儀適用于測(cè)定紙板的戳穿強(qiáng)度，如圖3-4所示，在儀器上部固定件的回轉(zhuǎn)中心安裝有一個(gè)可以攜帶不同配重的擺臂，擺臂上固定一個(gè)圓弧狀的擺桿，在擺桿的下端固定一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)要求的三角錐狀戳穿頭。角錐是一個(gè)正三角棱錐形， 高25±0.7mm棱邊的圓角半徑是1.5mm。擺臂處于水平位置時(shí)具有勢(shì)能，當(dāng)擺臂釋放時(shí)，戳穿頭給試樣施加一個(gè)沖擊能量，戳破試樣所需的能量稱為戳穿強(qiáng)度。該儀器結(jié)

19、構(gòu)簡單，操作方便，測(cè)試精確。圖3-4 BK-52型戳穿度儀1-刻度盤；2-指針；3-平衡器；4-固定器；5、8-手柄；6-擺臂；7-配重;9-擺桿； 10-戳穿頭； 11-立柱； 12-水平儀； 13-三角架； 14-調(diào)節(jié)支腳；15-調(diào)節(jié)螺母； 16-壓簧； 17-下壓板； 18-試樣； 19-上壓板； 20-防護(hù)罩 主要技術(shù)參數(shù)a. 測(cè)量范圍：05J , 010J, 020J , 036Jb. 測(cè)量精度：與測(cè)量范圍相對(duì)應(yīng)，依次是 0.1J、0.1J、0.2J、0.2J 校準(zhǔn)程序。提起擺臂，讓其處于水平位置，把鋁套推向戳穿頭后部。移動(dòng)指針到刻度 盤的最左邊，然后釋放擺臂，因無試樣，沒有阻力，指

20、針指向零位。若不指向零位，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng) 刻度盤使指針指向零位。若需要，可重復(fù)上述操作調(diào)零。（2）測(cè)試方法按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB 2679.7“紙板戳穿強(qiáng)度的測(cè)定法”進(jìn)行試驗(yàn)。具體測(cè)試步驟包括： 試樣采集與處理。 按GB450取樣，沿紙幅切取175mM 175mm試樣8片，并按GB10739 的要求對(duì)試樣進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。 檢查指針指示“ 0”位。當(dāng)擺上安裝適當(dāng)?shù)呐渲睾?，將擺抬起至水平位置，用半圓形定 位器將擺鎖定，將指針撥到最左邊，搬動(dòng)鎖定器釋放擺，觀察指針是否指示在刻度盤零位。 若指針沒有指示在刻度盤零位， 擺動(dòng)刻度盤使指針指示零位。 戳穿頭后部的鋁套的組合， 應(yīng) 松緊適度。 將試樣置于夾板三角孔的正中間，若夾緊力不夠，可以轉(zhuǎn)動(dòng)夾板下面立柱上的滾花螺 母來增加夾緊力。 調(diào)整擺錘， 當(dāng)需要時(shí)，附加重鉈以選擇適當(dāng)?shù)墓Φ姆秶?使測(cè)量值保持在全量程的 20% 80%范圍內(nèi)。 將指針撥向最高值位置，防摩擦環(huán)套在三角錐戳穿頭后面，輕輕釋放擺臂，擺體自由落下， 戳穿試樣。當(dāng)三角錐體戳穿頭通過試樣時(shí)， 鋁套便卡在試樣的孔內(nèi)， 使孔處于開啟狀 態(tài)，這時(shí)擺沒有摩擦力的制動(dòng)作用。 擺停止后，從刻度盤上讀取指針指示的能量值，即試樣的戳穿強(qiáng)度。 提起擺體手柄，使擺體復(fù)位，撥回指針，松開加壓裝置，取出已試驗(yàn)過的試