第四章 缓冲包装材料1

闭孔
开孔
闭孔
强
弱
脆
极少
吸水
少量
85
120
80
优良
良
差
可燃
可燃（黑烟）
可燃（黑烟）
较硬
软
硬
良
差
差
良好
一般（较脆）
Hale Waihona Puke 一般（较脆）优良良好
优良
软质聚氯乙烯 0.05～0.10
闭孔 较强 少量 60
差 自熄（有毒）
较软 差
较好 良好
第一节 缓冲包装材料的分类 二、泡沫塑料
1. 发泡聚乙烯（EPE）
发泡聚乙烯 发泡聚乙烯简称EPE（Expandable Polyethylene），即 可发性聚乙烯，俗称珍珠棉。它的化学特性几乎保持了原 PE树脂的特性，而且分子交联使性能进一步提高。是一种 低密度、半硬质、闭孔结构的发泡塑料。
二、泡沫塑料
2. 发泡聚丙烯（EPP）
发泡聚丙烯的特点
•EPP制品具有十分优异的抗震吸能性能、形变后回复率高、很 好的耐热性、耐油性和隔热性。 •另外，其密度低，可大幅度减轻物品重量。 •EPP还是一种环保材料，不仅可回收再利用，而且可以自然降 解，不会造成白色污染，被称为“绿色”包装材料。 •聚丙烯泡沫由于其良好的力学性能、优良的耐热性能及利于环 境保护的性质，是新一代泡沫材料，有广泛的应用前景。 •因材料价格高，实际上限制了其大规模的应用。
缓冲材料的类型 有天然材料也有人造材料，其主要性能应具有良好的缓冲 性能、抗振性能和回弹性能。各种分类如下。
第一节 缓冲包装材料的分类 1. 按品质分类
（1）纤维类 ①植物纤维：木屑，纸制品（纸浆模塑，纸屑，瓦楞纸板， 蜂窝纸板），稻草等； ②动物纤维：毛皮，羊毛，羽毛，毛毡等； ③矿物纤维：石棉，玻璃纤维等。
第一节 缓冲包装材料的分类 二、泡沫塑料 2. 发泡聚丙烯（EPP）
发泡聚丙烯制品的成型 •EPP制品可以采用模具成型、现场发泡、裁切成型、粘合 成型（热贴合、热熔胶粘合和强力胶压合）加工方法制造。
第一节 缓冲包装材料的分类 二、泡沫塑料
3. 发泡聚苯乙烯（EPS）
发泡聚苯乙烯 •发泡聚苯乙烯简称EPS（Expandable Polystyrene）,俗 称保丽龙。最早是由德国BASF公司于1952年开发出来的。 它是采用聚苯乙烯树脂加入发泡剂，同时进行加热软化， 产生气体的发泡树脂，是一种热塑性材料。 •每立方米EPS包含3～6 百万个闭孔气泡，呈白色珠状颗粒， 属超轻质材料。
（2）泡沫类 ①天然泡沫材料：软木等； ②合成泡沫材料：泡沫塑料，泡沫橡胶等。
第一节 缓冲包装材料的分类 1. 按品质分类
（3）弹簧类 ①各种金属丝弹簧； ②板弹簧 ； ③橡胶弹簧等 。
2. 按力学性能分类 （1）线性材料 线弹性材料的载荷－变形曲线 是过原点的一条直线，实际上 严格说具有线弹性性质的材料 是极少的。
气泡结构类型 其一是独立气泡，亦称闭孔结构，一个个气泡各成薄壁独 立状； 其二是连通气泡，亦称开孔结构，各气泡相互连通成一体。
第一节 缓冲包装材料的分类
二、泡沫塑料
泡沫塑料的类型 ①按含气量分类
分为低发泡、中发泡和高发泡三种。 低发泡塑料是指气体与固体体积比小于1.5，密度大于0.4 g/cm3的泡沫 塑料；中发泡塑料是指气体与固体体积比在1.5～9之间，密度在0.1 g/cm3～0.4 g/cm3之间的泡沫塑料；高发泡塑料是指气体与固体体积比 大于9，密度小于0.1 g/cm3的泡沫塑料。
聚氨酯泡沫塑料
聚氨酯泡沫塑料，英文缩写为PU（Polyurethane)，俗称海绵。可制成 软质、半硬质和硬质发泡材料，包装中使用软质或半硬质聚氨酯材料较 多，因为作为柔软的泡沫塑料品种很少，几乎没有其它廉价的、性能更 好的品种可代替，尤其是现场发泡包装。
②按硬度分类
分为软质、硬质和半硬质泡沫塑料。 在温度为23℃、相对湿度为50%RH条件下，泡沫塑料的弹性模量大于 700kPa的为硬质泡沫塑料；弹性模量小于70kPa的为软质泡沫塑料； 弹性模量介于70kPa～700kPa之间的为半硬质泡沫塑料。
第一节 缓冲包装材料的分类
二、泡沫塑料
发泡成型方法 A.化学发泡:由特意加入的化学发泡剂，受热分解或原料 组分间发生化学反应而产生的气体，使塑料熔体充满泡孔。 化学发泡剂在加热时释放出的气体有二氧化碳、氮气、氨 气等。化学发泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生产。 B.物理发泡:物理发泡是在塑料中溶入气体或液体，而后 使其膨胀或气化发泡的方法。物理发泡适应的塑料品种较 多。 C.机械发泡:借机械搅拌方法使气体混入液体混合料中， 然后经定型过程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用聚乙烯醇 缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等也适用。
第一节 缓冲包装材料的分类
二、泡沫塑料
常用泡沫塑料的性能对比
性能
密度/ g/cm3 气泡 机械强度 吸水性 最高使用温度/℃ 耐药品性 耐燃性 柔软性 耐候性 耐冲击性 缓冲性能
表4-1 常用泡沫塑料的性能对比
泡沫塑料品种
聚乙烯
软质聚氨酯
聚苯乙烯
0.03～0.40
0.02～0.06
0.016～0.03
第一节 缓冲包装材料的分类
二、泡沫塑料
1. 发泡聚乙烯（EPE）
发泡聚乙烯缓冲结构的成型
•EPE材料无法模塑成型，生产出来的EPE材料是厚度为0.5 mm～100 mm的板材。 •EPE缓冲垫的加工过程如下：首先根据EPE衬垫的结构将其拆分成平 板形状，利用EPE板材冲裁或手工加工成相应形状的结构部件，然后通 过热合或粘合剂将各结构部件组合成完整的EPE 缓冲衬垫。 •目前粘合的方法主要为：电烫板粘合和热熔胶粘合。 热熔胶粘合，成本较高，但精度控制较好；电烫板粘合，成本较低，但 精度控制较差。具体用哪种方法粘合要根据实际情况来定，但无论用哪 种方法粘合，在EPE缓冲垫的设计过程中都必须考虑一个问题，即粘合 面积的大小以及粘合的易操作性。
第一节 缓冲包装材料的分类 二、泡沫塑料
2. 发泡聚丙烯（EPP）
发泡聚丙烯 发泡聚丙烯简称EPP（Expandable Polypropylene），即 可发性聚丙烯，俗称拿普龙。是一种性能卓越的高结晶型 聚合物/气体复合材料，以其独特而优越的性能成为目前增 长最快的环保型抗压缓冲材料。
第一节 缓冲包装材料的分类
第一节 缓冲包装材料的分类 4. 按材质分类 （3）木材 刨花、藤丝等。
（4）金属 悬挂缓冲结构。
（5）其它缓冲包装材料 农作物秸秆缓冲材料、聚乳酸发泡材料等。
第一节 缓冲包装材料的分类 二、泡沫塑料
泡沫塑料 泡沫塑料也叫多孔塑料。泡沫塑料是以合成树脂为基体， 加入发泡剂及其它添加剂，经发泡作用形成的一种内部具 有无数微孔的塑料。
第一节 缓冲包装材料的分类 二、泡沫塑料
1. 发泡聚乙烯（EPE）
发泡聚乙烯的应用
•由于EPE泡沫不但具有优良的缓冲性能和回弹性、密度低、耐 候性好、耐腐蚀、阻水和易回收等优点，而且缓冲理论较为成熟， 因此它在目前缓冲包装领域占有很大市场份额。 •可广泛用作电脑、通讯设备、医疗设备、精密仪器、精密零配 件及各种电子板卡、玻璃制品、陶瓷制品、木制品、家电产品等 缓冲保护用材。 •缺点是比EPS缓冲垫的成本高，不能模塑成型，具有异型或复 杂曲面的衬垫加工难度大。
发泡聚苯乙烯的缺点
•聚苯乙烯泡沫塑料缺点是性脆、耐热和耐候性差、耐溶剂性差。 •由于使用氟里昂做发泡剂，因而会破坏大气臭氧层，所以环保性差。 •废弃物体积大，回收困难，所以这种材料的使用受到了限制，将逐渐 被其它环保缓冲材料所替代。
第一节 缓冲包装材料的分类
二、泡沫塑料
4.聚氨酯泡沫塑料(EPU)
第一节 缓冲包装材料的分类 2. 按力学性能分类
（2）分段线性材料
（3）三次函数型弹性材料 三次函数型弹性材料在小变形时十分接近线性，悬挂弹簧 结构和木屑、塑料丝、涂胶纤维等材料均属于这类弹性体， 是非线性弹性材料。
第一节 缓冲包装材料的分类
2. 按力学性能分类
（4）正切型弹性材料 正切型弹性材料十分接近线性材料在趋于压实状态的情况， 具有正切函数型性质的缓冲材料有很多，如泡沫橡胶、棉 花、乳胶海绵、碎纸、涂胶纤维以及预压后的聚苯乙烯泡 沫塑料等等，属非线性弹性材料。
第四章 缓冲包装材料-1
主讲教师：计宏伟教授
授课要点
一、缓冲包装材料的分类 二、缓冲包装材料的力学模型 三、缓冲包装材料的主要性能 四、材料缓冲性能的测试
五、对缓冲材料的评价
第一节 缓冲包装材料的分类 一、概述
缓冲材料的作用 产品在流通过程中常常会受到振动、冲击等机械载荷的作 用，为防止产品破损通常采用缓冲包装技术措施，即在外 包装容器中添加缓冲材料。缓冲材料是可以吸收大量冲击 能量，从而起到隔振作用，以防止产品受振动和冲击引起 损伤而使用的保护材料。
4. 按材质分类 （1）纸 瓦楞纸板、蜂窝纸板、纸浆模塑、纸浆发泡块（由废纸和 淀粉混和后，经发泡、成型而得到的多孔小型块体缓冲材 料）、纸纤维成型材料（由废纸、渣浆等直接热风干燥成 型）、皱纹纸等。
第一节 缓冲包装材料的分类
4. 按材质分类
（2）塑料 ①泡沫塑料：发泡聚苯乙烯（EPS）、发泡聚乙烯 （EPE）、发泡聚丙烯（EPP）、发泡聚氨酯（PU）、 发泡聚氯乙烯（PVC）和乙烯—醋酸乙烯共聚物橡塑制 品（EVA）等； ②气垫缓冲材料； ③碎屑状材料：聚苯乙烯泡沫塑料丝条、聚氯乙烯塑料 丝条、乙酸纤维素条和泡沫碎屑填充材料等； ④橡胶：纤维橡胶、海绵橡胶等。
（6）不规则型弹性材料 这类缓冲材料的力－变形曲线很难用一个数学关系式来表 达，大部分高分子发泡材料属于这类弹性体，把这类弹性 体材料归为一类，称作不规则型弹性材料，也是非线性弹 性材料 。
第一节 缓冲包装材料的分类