第五章-缓冲包装材料性能测试

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)．
影响σ—ε曲线的主要因素
a. 同一缓冲材料，受力方向不同， σ—ε 曲线也不同，如图 5--2--2所示．
b. 环境温度 、湿度不同， σ—ε 曲线也不同如图 5--2--3 所
示．如p=0.03g ／cm3的聚乙烯泡沫材料在温度为 +27℃和 54℃时的σ—ε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
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．
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)。
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100×100mm， 厚度为25mm以上(当厚度小于25mm时，允许叠放使用)。
样品尺寸测量
①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．
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)．
振动传递特性试验
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。
T1—试验样品试验过程中的厚度，cm．
②B法试验时压缩应变 εb=（Tp-T1）×100%/Tp 式中 εb--B法试验时压缩应变，％
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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一试验样品压缩试验后的厚度，cm． （5） 绘制σ —ε 曲线如图5—2—1所示
试验时以此作为压缩试验的变形原点。 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
σ=F/A
式中 σ--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 ①A法试验时压缩应变 ε a=（T-T1）×100%/T 式中 ε a--A法试验时压缩应变， T一试验样品原始厚度，cm；
(5) 绘制曲线
①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． ②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℃、65％R．H条件下测得聚苯乙烯泡沫
(ρ=0.0125 ， T=4cm ， A=10×10mm ， h ＝ 50cm) 的厚度变化 - 静应 力曲线。
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
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20~20cm2；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生分离而导致试验数据的畸变。
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、静应力σs，(Pa)
σs=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 σm=Gmσs 式中σm——试样所承受的最大应力， 104N d 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．
（6）确定动态缓冲系数
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 σm=σs· G 所以，只要改变静应力σs，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
ρ=m／(I．W．T)
式中 m一试验样品的质量，g;
L一试验样品的长度，cm; w一试验样品的宽度，cm T一试验样品的厚度，cm
A法试验： 以12±3mm／min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
②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)．
③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ρ(g／cm3)
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)。
•按下列条件进行扫描试验: • 频率范围：从3Hz开始增加频率，并使其通过系统的共振点，直 到传递率减少到大约0.2为止： • 扫频速率；1／2个倍频／min或1个倍频段／min • 加速度,5m/s2 •在试验过程中，记录振动台台面和质量块上的加速度信号及相 应的振动频率。 •以传递率为纵坐标、以频率为横坐标，绘制振动传递率一频率 曲线．