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发泡缓冲材料的检测与评价下

2022-04-29 来源:上海机械信息网

发泡缓冲材料的检测与评价(下)

发泡缓冲材料动态冲击试验是在规定的冲击高度下,以一系列不同的载荷来冲击缓冲材料试样,记录下最大冲击加速度、冲击时间和速度变化以及被冲击试样的厚度变化。通过动态冲击试验我们可以得到冲击加速度——静应力曲线,进而转化成冲击加速度——最大静应力曲线和缓冲系数——最大静应力曲线以及厚度变化——静应力曲线和冲击加速度——静态位移曲线。

测试步骤是将一个试样置于冲击台面中央,用胶带固定。将重锤提升至预先设置的高度,激活程序,记录下冲击加速度、冲击时间和速度变化。每个试样冲击5次后放置3min测量其厚度,该厚度与试样原始厚度的差值作为静态位移,静态位移与原始厚度的比值(百分比)为厚度变化。通过上述五种曲线,可以了解各种发泡缓冲材料的动态特性。分析、比较获得的曲线,在进行缓冲包装结构设计、缓冲材料选择时加以利用,挑选出一种既满足保护要求,又经济实惠的缓冲材料,得到优化设计的产品包装。

振动传递特性是检验某种规格的缓冲衬垫的吸振能力。振动所带来的危害无处不在,在建筑结构、机械结构、包装结构中都有着不可忽视的影响。在包装件的流通过程中,造成内装产品损坏的另一主要原因就是振动。震源来自运输工具本身的动力装置振动、公路路面高低不平、铁轨的接缝以及风浪引起的水面波动等。振动会使产品或外包装容器表面划伤、漆膜脱落;产品内部会因反复施加的作用力而使螺丝松动、部件变形、产生裂纹,甚至部件之间相互撞击;产品的致命危险是当外界激振频率与包装件或内装产品的某一元件的固有频率相同时,产生共振现象。尤其是电子产品和精密仪器,振动会直接影响到它们的使用性能。发泡缓冲材料除了要有优良的抵御冲击的性能以外,还应具备良好的吸振性能,减小运输工具向内装产品传递振动。发泡缓冲材料的吸振特性主要与这种材料的阻尼相关。阻尼的存在能够消耗一部分振动能量,使作用在内装产品上的振动减小。我们可以通过模拟试验分析包装件受到振动时所反应出的情况,找出包装件损坏的可能因素,有针对性地采取防护措施加以保护。吸振特性试验可在振动试验机上进行,将发泡缓冲材料置于模拟内装物的一系列质量载荷的上下表面,同时分别在振动台和内装物上安置传感器。以扫频方式得到各个质量系统的振动传递率——频率曲线和该质量系统下的共振点。从而可以获得该种材料的振动特性评价。

压力保持是考察缓冲材料的形变恢复能力,以此来确定缓冲材料的有效使用范围。发泡缓冲材料的压力保持试验是测试发泡材料回弹性的优劣。当包装件受到冲击时,发泡缓冲材料的回弹性是引起产品遭受二次冲击的重要因素。因此,应该对包装中的发泡缓冲材料进行预处理,如预压缩,使之发生塑性变形,然后再以这种状态作为包装使用基础,使其发挥缓冲作用。

压力保持试验是先测量试样的初始厚度,压缩试样使其变形量为原始厚度的50%,保持此状态放置24h,24h后卸载压力,分别在卸载压力后30min和24h后测量试样的厚度,作为试验后的试样厚度。试样的厚度变化与初始厚度的比值为该种发泡缓冲材料的厚度变化率(百分比)。

蠕变特性展现出缓冲材料在使用过程中的形变历程,我们可以通过它了解缓冲材料在形变上的使用极限。发泡缓冲材料的压缩蠕变特性是材料应力对于时间的效应,蠕变现象就是在长时间的静压负荷下,随时间的增长而变形加大的现象。包装件在流通过程中需要长期贮存,这样就会给包装材料产生蠕变提供了条件,特别是变形余地较大的发泡缓冲类材料。蠕变导致材料的塑性变形,加大了衬垫与内装产品之间的空隙,当产品受到冲击时更易造成二次冲击。贮存时间的长短、温湿度以及各项环境条件均会影响外包装和内部缓冲衬垫的抗压强度。随着贮存时间的延长,外包装和缓冲衬垫都会产生蠕变,使得强度下降,一旦载荷过大达到包装溃值,外包装会出现明显的变形,使内装物直接承受外部压力,长时间如此,将影响产品的使用性能,甚至造成产品的损坏。

蠕变的测试方法是先给予试样一定的预压缩之后加载适当配重,并在间隔不同时间后测量试样的厚度;加载72h后移去配重,分别在间隔不同时间后测量试样的厚度,最终绘制出发泡缓冲材料的蠕变——时间曲线。

随着发泡缓冲材料在各个领域的广泛应用,出现了一些新颖的应用方式。例如,由于生产工艺的制约,为达到低密度EPE通常是多层粘合而成。我们习惯使用其脱模平面作为使用的受力面,同时也有使用与其脱模平面相垂直的表面作为使用面。我们发现这样的使用方式会使发泡缓冲材料在使用中刚度增强,但粘合层在受力时会有分离现象,可能会影响发泡缓冲材料承受多次冲击的能力。

由于空气的热传导性很小,且又被封闭于塑料中不能对流,所以发泡缓冲材料是一种隔热、保温性能非常优良的材料。但发泡缓冲材料自身对温度和湿度的适应能力还有待进一步研究。

产品的缓冲包装要以一种综合的全面的角度去考核。希望上述介绍的检验评价经验能有助用户在实际工作中以最少量的包装材料达到最恰当的保护功能。

来源:中国包装业

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