摘要：在寒冷環(huán)境下儲存的軟塑包裝需要有較高的耐寒性，即相比在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，包裝材料的抗沖擊性等物理機械強度未發(fā)生明顯劣變。若軟塑包裝耐寒性較差，易導(dǎo)致成品包裝在低溫環(huán)境下出現(xiàn)破裂問題，因此對于在低溫環(huán)境下使用的軟塑包裝，其耐寒性是極為重要的物理機械性能指標(biāo)。本文采用FIT-01薄膜沖擊試驗儀進(jìn)行抗擺錘沖擊能試驗，進(jìn)一步為相關(guān)行業(yè)用戶介紹如何驗證軟塑包裝耐寒性，確保軟塑包裝不易在寒冷環(huán)境下破裂。

關(guān)鍵詞：耐寒性、抗擺錘沖擊能、低溫環(huán)境、寒冷環(huán)境、破裂、軟塑包裝、塑料袋、FIT-01薄膜沖擊試驗儀

1、意義

有些食品或藥品等物品為保證其不易變質(zhì)或解凍，需將其放入低溫環(huán)境下儲存，有時要求環(huán)境溫度達(dá)到零下18度，而此溫度在確保內(nèi)容物質(zhì)量時，卻危及到外部包裝材料的性能，可能導(dǎo)致出現(xiàn)包裝破裂而發(fā)生泄漏等問題。例如，速凍水餃在生產(chǎn)線時并未出現(xiàn)袋體破裂現(xiàn)象，但在經(jīng)過冷凍儲藏后袋體或封口處出現(xiàn)破裂現(xiàn)象。上述質(zhì)量問題的發(fā)生大多與包裝材料耐寒性較差有關(guān)，即包裝材料的柔韌性及抗沖擊性在低溫下變差，導(dǎo)致不耐受外界的沖擊。

軟塑包裝在寒冷的低溫環(huán)境下物理機械強度會發(fā)生劣變，特別易發(fā)脆而破裂，這與其內(nèi)部高分子材料化學(xué)結(jié)構(gòu)在低溫下的變化有關(guān)。而為了改善軟塑包裝材料在低溫下不易脆裂，則需要向其原料內(nèi)加入增韌劑等添加物，但其耐寒性究竟如何，是否可以承受住低溫環(huán)境，應(yīng)通過耐寒性測試進(jìn)行驗證。耐寒性，是通過比較標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下與零下18℃環(huán)境下所測試得出的抗擺錘沖擊能，如耐寒性不小于某一固定百分率比值（例如BOPA/LDPE復(fù)合膜的耐寒性需不小于60%），則說明包裝材料在低溫下的物理機械強度未發(fā)生明顯劣變。本文通過采用濟南蘭光機電技術(shù)有限公司自主研制的FIT-01薄膜沖擊試驗儀進(jìn)行速凍水餃包裝袋耐寒性的測試，為相關(guān)行業(yè)提供技術(shù)參考。

圖1　速凍食品

2、現(xiàn)狀

較多需要低溫環(huán)境下儲存的產(chǎn)品采用軟塑包裝，而軟塑包裝的耐寒性主要通過測試包裝材料抗擺錘沖擊能實現(xiàn)監(jiān)測。目前，國內(nèi)大多數(shù)用于低溫環(huán)境的軟塑包裝的材質(zhì)結(jié)構(gòu)為BOPA/LDPE，特別是在速凍食品行業(yè)，國內(nèi)對于此類材質(zhì)耐寒性測試方法主要參考QB/T 《雙向拉伸尼龍（BOPA）/低密度聚乙烯（LDPE）復(fù)合膜、袋》，而耐寒性中需要測試的抗擺錘沖擊能的測試方法參考GB 8809 《塑料薄膜抗擺錘沖擊試驗方法》。

3、試樣

某品牌水餃包裝用塑料包裝袋。

4、檢測設(shè)備

本文采用Labthink蘭光FIT-01薄膜沖擊試驗儀測試標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下與零下18℃環(huán)境下樣品的抗擺錘沖擊能，通過比較計算獲得樣品的耐寒性數(shù)據(jù)。

圖2　FIT-01薄膜沖擊試驗儀

4.1 測試原理

薄膜沖擊試驗儀的半球形沖頭在一定的速度下沖擊并穿過薄膜試樣，測量沖頭所消耗的能量，以此評價薄膜的抗擺錘沖擊能力。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備專業(yè)適用于塑料薄膜、薄片、復(fù)合膜、金屬箔片等材料抗擺錘沖擊性能的精確測定，還可用于紙張、紙板的抗擺錘沖擊性能測試，如煙包鍍鋁紙、利樂包裝鋁塑紙復(fù)合材料等。

(2) 該設(shè)備滿足多項國家和國際標(biāo)準(zhǔn)：GB 8809-88、ASTM D3420、NF T54-116。

4.3 設(shè)備參數(shù)

l  沖擊能量為1 J、2 J、3 J（可擴展到5 J），分辨率為0.001 J。

l  沖頭直徑尺寸分為25.4 mm、19 mm、12.7 mm三種，其余非標(biāo)尺寸可定制。

l  設(shè)備上試樣夾口直徑分別為89 mm、60 mm可選。

l  量程可調(diào)，電子式測量輕松準(zhǔn)確地實現(xiàn)各種測試條件下的試驗。

l  試樣氣動夾緊，擺錘氣動釋放以及水平調(diào)整輔助系統(tǒng)有效地避免了人為因素引起的系統(tǒng)誤差。

l  系統(tǒng)自動統(tǒng)計試驗數(shù)據(jù)，直觀地將測試結(jié)果展示給用戶。

l  支持Lystem^TM實驗室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗報告和試驗結(jié)果。

5、試驗過程

(1) 在薄膜寬度方向上均勻裁取100 mm × 100 mm或直徑100 mm的試樣10片，將試樣放置在溫度23±2℃、45% ~ 55%RH環(huán)境下至少4 h，并在此環(huán)境下試驗。

(2) 測試每個試樣中心位置厚度，取10個試樣測試結(jié)果的算術(shù)平均值，記錄樣品厚度。

(3) 根據(jù)試樣所需的抗擺錘沖擊能選用沖頭尺寸，使讀數(shù)在儀器滿量程的10% ~ 90%之間。

(4) 按照儀器使用規(guī)則校準(zhǔn)儀器。

(5) 將試樣平展地放入夾持器中夾緊，保證試樣無皺折或四周張力過大的問題，確保10片試樣的受沖擊面一致。

(6) 將指針撥到最大刻度處，按下把手，迅速放開擺錘，使擺錘沖擊試樣，記錄儀器顯示的讀數(shù)。

(7) 再從薄膜寬度方向上均勻裁取100 mm × 100 mm或直徑100 mm的試樣10片，將試樣放置在溫度－18℃環(huán)境下2 h后，重復(fù)步驟(2) ~ (6)繼續(xù)試驗。

(8) 將－18℃環(huán)境放置后測定的薄膜抗擺錘沖擊能除以標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下測定的薄膜抗擺錘沖擊能，即為耐寒性，單位為%。

圖3　樣品試驗過程

6、試驗結(jié)果

－18℃環(huán)境放置后測定的薄膜抗擺錘沖擊能為1.400 J，標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下測定的薄膜抗擺錘沖擊能為1.490 J，耐寒性為94 %。

7、結(jié)論

耐寒性是在低溫環(huán)境下使用的軟塑包裝的重要性能之一，耐寒性好的軟塑包裝可有效保證成品包裝在寒冷環(huán)境下不易破裂。本文利用FIT-01薄膜沖擊試驗儀測試了速凍水餃包裝的耐寒性，測試結(jié)果穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，可真實的反映包裝材料低溫下物理機械強度。除了具有測試軟塑包裝物理機械強度等性能的檢測設(shè)備以外，Labthink蘭光還為全球客戶提供軟塑包裝阻隔性能、衛(wèi)生化學(xué)性能等專業(yè)的檢測服務(wù)與設(shè)備，了解更多Labthink蘭光的檢測設(shè)備與服務(wù)，您可登陸濟南蘭光公司網(wǎng)站查看設(shè)備的具體信息或致電咨詢。濟南蘭光機電技術(shù)有限公司愿借此與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)交流與合作。