第四章第二节塑料包装容器性能测试

第四章

第二节塑料包装容器性能测试

塑料容器分类：1）根据所用原料：LDPE,HDPE,PP,PVC,PS,EVA,PET.2）根据加工成型方法：吹塑成型、注射、拉伸、真空、压缩成型等。3）根据形状、结构、用途：瓶类、罐类、小件塑料容器、大件塑料容器等。优点：重量轻、柔软、弹性好、耐化学药品腐蚀性强、易于着色、容易成形。缺点：在高温下易变形、成型后易伸缩变形，容器表面易产生细小伤痕，气候适应性差，易产生静电。测试项目：1.力学性能测试

跌落试验，堆码试验，承重试验，悬挂试验

2.密封性试验

3.应力试验

4.卫生性检验

塑料瓶：跌落，煮沸，应力挤压试验

塑料桶：跌落，堆码，悬挂，密封性，应力开裂试验

钙塑瓦楞箱：空箱抗压，钙塑板拉断力、平面压缩力、垂直压缩力、撕裂力、低温耐折性

周转箱：悬挂、堆码、承重、跌落性能一、物理性能测试1.力学性能测试

（1）跌落试验箱类容器进行常温实箱跌落试验和低温空箱跌落试验。不允许产生裂纹。

常温实箱：箱内装入实物或模拟物，提升一定高度后自由跌落规定次数。跌落高度见下表。采用底面跌落法。容器容量与跌落试验高度表：容器容量L1～5060～100120～200跌落高度m1.21.00.8低温空箱：-10±2℃的环境放置4h，从2m高处自由跌落，使试样底面的一组长边、短边及其夹角依次着地，各跌落1次；对底面进行面跌落。瓶类、桶类容器跌落试验是将容器内装满20±5℃水，从1.2m高处跌落至水泥地面，不得破损和泄漏。底面跌落，侧面跌落（2）堆码试验

周转箱。将1只空箱口部向上放置，上面放置加载平板，加载平板与重物总重量2500N，负载72h。测量试样箱口部两长边中点处加载平板的高度变化量，箱体高度变化率：

桶类。装入固定容量的水，堆码3只高，四面无依托，常温放置48h后检查，不倒塌。（3）周转箱底承重试验

常温下将试样箱底面各边用支架、搁条组合成的框架支起，放入砂袋，箱底均匀负载。15min后，用百分表测量箱底变形量。（4）周转箱悬挂性能试验

常温下试样箱均匀负载60kg；吊离地面10min；摘下吊钩检查，不允许有裂纹产生。

2.密封性试验分为渗透和泄漏。（1）渗透：指气体或蒸汽由于高浓度区的吸附作用，直接穿过包装材料，通过材料壁向低浓度方向扩散，然后从低浓度一面吸收的过程。渗透速度与材料的性质、厚度、相对湿度有关。（2）泄漏：指气体或蒸汽穿过包装材料或容器中有限的间断点的过程。（针孔、裂缝、微小裂口、毛孔）泄漏速度取决于裂口尺寸与气体或蒸汽分子尺寸的比值、封合系统的局部压力和总压力。（如图4－18）减少防止渗透与泄漏的措施：增加容器与衬垫的厚度，封合物的材料应具有一定阻隔性；改变瓶盖与瓶口的几何设计，减少封合物与容器接触部分的间隙或裂缝。优化工艺参数：如对试样的张紧、夹持力、温度，热封层的厚度，薄膜的厚度。密封性试验分为真空试验法和重量变化法两种。真空试验法：适用于含气较多的包装袋。对于因水的影响使包装袋的强度下降较大时，不能采用这种方法。（如图4－19）组成：真空圆筒（透明，密封）、试样支撑架、真空表等。测试方法：在试样袋中装入实际内装物或类似内装物，热封好试样袋，每组至少5个试样袋。在真空圆筒中放上适当试验液，把放置试样袋的支撑架浸入溶液中，并保证试样袋表面距液面不小于25mm。把圆筒盖好，关上通气阀，启动真空泵，在30～60s内减压到1.33×104Pa时，关闭真空泵和真空阀，保持30s。观察有无气泡溢出，试验后打开试样袋，观察有无水渗入。当包装袋含气较少，或不能用真空法测定时，可采用简单方法：把内装物从袋中取出，把包装袋清洗干净作为试样袋。每组至少5个试样袋。在试样袋中注入试验液，封好后放在滤纸上，放置50min，再翻过来放置50min，观察试样有无泄漏。重量变化法：利用测定包装袋的重量的变化来检测渗漏。

方法：在包装容器内充入液体，放在相对湿度为0的干燥器内，定期称重，得到重量－时间曲线的斜率即为渗透速度。正斜率－－重量增加，负斜率－－重量减少。塑料袋，塑料复合袋。真空2种方法：(1)将试样袋放入真空室内的支架上，注入水，水面高出试样袋25mm以上；加盖密封后抽真空至预定压力，有气泡连续冒出者为泄露。预定压力：20kPa、30kPa、50kPa、90kPa.(2)向试样袋内充入试验液体，封口后将试样置于滤纸上，观察试验液体是否向外泄露。（含气少时）

塑料桶。在桶内注入一定容量水并拧紧盖。小口径试样静置4h后检查；大口径试样则在120±10s和左右倾斜45°范围内，匀速往复摇动20次后，检查是否泄漏。危险品包装桶。小口径包装桶通过在桶盖或桶体侧安装密封接头向桶内充气，达到规定压力30s内检查有无气泡产生。大口径的在试样内注入一定容量的水，置于地上滚动，20min内滚动2次，每次距离5m，检查是否泄漏。塑料瓶。瓶内注入公称容量的水，瓶盖按实际包装状态封严，瓶口向下倒置12h，检查是否泄漏。3.应力裂纹试验

塑料瓶。应力挤压试验：（1）将试样瓶沿纵向和横向切取38mm×13mm

试片各10片；在试片中部沿平行于长边方向切一条长19mm，深0.5～0.6mm的切痕。（2）将试片有切痕侧向外，弯曲着依次夹入试片架中，且与试片架的小孔相对。（3）将试片架放入玻璃试管中，再注入试剂，试剂高出试片架上端约10mm，盖好盖子，放入50±0.5℃的恒温水槽中。（4）试验结果用10个试片5个出现龟裂破坏的试验时间表示。

图4－21应力裂纹试验1－硬质玻璃试验管;2－药液;

3－试样片架;4－试样片

另一种：一定载荷下聚乙烯的环境应力破坏试验。适合厚度为0.1~1mm的大型聚乙烯容器试验。这种容器在成型时，不容易产生应力变形，但放入液态内装物后，容易产生应力破坏。图4－22。图4－22脆性破坏应力试验1－微动开关2－铰链连接3－试样片4－容器5－载荷

在药液中进行拉伸试验：温度50

±0.5℃，施加压力为800×104Pa，900×104Pa，1000×104Pa。试样共30个。对试样施加的载荷值为：

P＝应力×试样截面积/1000

试验结果用破坏的个数表示。塑料桶。应力开裂试验

试样30个，在温度23±1℃处理24h。放入试验药品或有害液体，放入60±1℃、空气流速8.5~17cm3/min的恒温箱，72h，观察破裂情况，求出破坏概率。二、卫生性检验塑料毒性包括：

残留单体：氯乙烯，丙烯腈，苯乙烯添加剂：金属系稳定剂，抗氧化剂，增塑剂残留催化剂：金属，过氧化物食品种类：中性、酸性的含水食品，含酒精食品，含油脂食品，干燥食品。食品包装常用塑料：聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚酯，聚氯乙烯P133表4－4食品包装用聚氯乙稀制品的卫生标准1.试样处理方法（1）试样预处理：用洗涤剂洗净，用自来水冲净，再用水淋洗3次，晾干备用。

（2）

浸泡条件：浸泡液量以1cm2样品2ml浸泡液计算。水：60ºC，保温0.5h。

4%乙酸：60ºC，保温0.5h。

20%乙醇:

60ºC，保温0.5h。

正乙烷:20ºC左右，0.5h。２.氯乙烯单体的含量

将试样放入密封平衡瓶中，用溶剂溶解。在一定温度下，氯乙烯单体扩散，达到平衡时，取溶液上部气体注入气相色谱仪中测定。最低检测极限为0.2mg／kg。３.高锰酸钾消耗量。滴定法测定可溶出有机物质含量。试剂：0.0100N高锰酸钾标准溶液、0.0100N草酸标准溶液、１:２硫酸。４.

蒸发残渣。测定在不同浸泡液中试样的溶出量。将浸泡液在水浴上蒸干，并反复在105℃下干燥冷却至室温，得蒸发残渣量。水，

4%乙酸，20%乙醇，正乙烷四种溶液模拟接触水、酸、酒、油不同性质食品的情况。５.重金属。浸泡液中重金属铅与硫化钠作用，在酸性溶液中形成黄棕色硫化铅，与标准铅溶液10mg/ml比较，颜色不得更深。也可采用光谱分析法测重金属含量。６.退色试验

取洗净待测食具一个，在浸有65%乙醇的棉花上蘸冷餐油，在接触食品部位的小面积内，用力往返擦拭100次，棉花上不得染有颜色。三、耐药性测试

测试药品的渗透性试样：外径（47.22±0.78)mm、高（107.95±1.119）mm小塑料瓶，表面积154cm2。每组3个试样瓶。在温度（23±2）℃处理24h后，在容器中注入药品溶液，测量其重量。然后将试样瓶放入（23±2）℃或（50±1）℃恒温箱中，空气流速8.5~17cm3/min。随时间延长，透湿量逐渐减少，测量重量的变化，绘制出重量－时间曲线，求出重量变化的平均值，计算透湿系数。试样瓶对药品的渗透系数为：Pt=RT/AR-容器重量变化的平均值，N/24h,A-容器的表面积，cm2,T-容器的平均厚度，cm。塑料包装容器的平均厚度：

W－塑料瓶重量，N；

ρ－容器密度，g/cm3聚乙烯塑料瓶的测试包括哪些测试内容？各项如何测试？实例：聚乙烯塑料瓶的测试应用广泛：医药、食品、化工。质量要求：形状、尺寸、壁厚、瓶口规格、误差范围，内、外表面没有缺陷，无气泡、杂质。1.测试内容测试项目测试内容泄漏试验测试瓶的泄漏情况跌落试验无破损情况下保持气密性的性能煮沸试验瓶的内容量变化应小于6％应力破坏试验有应力作用下，油脂、活性剂、酒精等在环境温度下引起的龟裂密闭试验封口的密封作用（1）泄漏试验按容量在瓶内注入相应容量的水，按实际包装状态将瓶口封严。将装水封口后的塑料瓶瓶口向下倒置，12h，然后检查塑料瓶的封口处有无泄漏现象。（2）跌落试验将塑料瓶内注满20±5℃的水后，使瓶口按实际包装状态封严，制成试验样品。设备：跌落试验机。落下冲击表面是刚性、坚硬的水平面。落下高度：120cm，对试样的底面和侧面各做一次，检查有无破损或泄漏。（3）煮沸试验塑料瓶口向下，用一个U形管插入塑料瓶内，使U形管的一端抵在瓶内底面上，以便于试验进行过程中能够通过U形管将试样塑料瓶内的空气排出。2.测试方法

将插入U形管的试样塑料瓶倒置放入水槽的沸水中，并使瓶内空气随着瓶的浸没由U形管排出。在试样瓶内底面与沸水水平面一致的状态下，使试样瓶在沸水中浸没30min。如图所示。

煮沸试验示意图1－U型管2－试样瓶3－水槽4－沸水煮沸30min后，取出样品，在室温下冷却，检验塑料瓶在煮沸试验前后瓶内容积的变化量。可由水的重量变化求出：式中，V－容量变化，W0－煮沸前的瓶重，

W1－煮沸前试样瓶注满水的重量，

W2－煮沸后试样瓶注满水的重量。（4）应力破坏试验装置：温度为50±0.5℃恒温水槽，外径为32mm，长度为200mm的透明玻璃试管，黄铜质的试片架。

试验溶液：由实际情况而定，根据试验目的选择。试样：由塑料瓶沿侧壁纵向和横向截取试验片，尺寸为38×13mm。在