包装用复合塑料性能检测的剥离强度测试流程及标准
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包装用复合塑料因兼具阻隔性、机械强度与耐温性,是食品、医药等领域的核心包装材料。剥离强度作为其层间粘结性能的关键指标,直接决定包装在运输、存储中的完整性——若剥离强度不足,易引发分层、泄漏等质量问题。因此,规范的测试流程与标准执行,是保障复合塑料包装可靠性的基础。
测试前的环境与器材准备
剥离强度测试需在标准环境下进行,依据GB/T 2918-2018《塑料 试样状态调节和试验的标准环境》,温度应控制在23℃±2℃、相对湿度50%±10%。该环境可避免温度过高导致塑料软化、湿度不均引起材料吸潮,确保测试结果稳定。
测试器材需提前核对:剥离试验机(量程需覆盖预计力值的20%~80%,避免过载或精度不足)、平口橡胶夹具(增加摩擦力防止样品滑动)、游标卡尺(精度0.02mm,用于测量样品尺寸)、无水乙醇(清洁样品表面油污)。
清洁环节不可省略:用纱布蘸取无水乙醇擦拭样品表面,去除生产或存储中的油污、灰尘——这些杂质会降低层间摩擦力,导致测试值偏离真实粘结力。清洁后需待乙醇完全挥发再操作。
样品的制备与状态调节
样品需从复合塑料成品或卷材上截取,避开边缘50mm以上(边缘易因加工应力导致粘结异常)。若测试卷材,需同时截取纵向(机器运行方向)与横向(垂直方向)样品,全面反映材料性能。
样品尺寸需符合标准:以GB/T 8808-2018为例,宽度应为15mm±0.1mm,长度不短于100mm(满足夹具夹持与剥离行程)。用游标卡尺测量宽度时,需在两端及中间各测一次,取平均值——宽度偏差过大直接影响剥离强度计算(剥离强度=力/宽度)。
状态调节是关键步骤:将样品置于标准环境中放置至少4h(吸湿性材料需延长至24h),使内部应力释放并适应环境。若状态调节不充分,材料收缩或膨胀会引发力值波动,导致结果偏差。
仪器的校准与检查
剥离试验机需定期校准:力值校准委托计量机构进行,周期为1年,校准报告需保留。校准内容包括力值误差(≤±1%)、位移精度(≤±0.5%)——力值不准会导致结果偏高或偏低,位移精度不足影响剥离速度控制。
夹具检查需关注细节:夹具表面是否磨损(橡胶垫脱落、金属生锈),若磨损会导致样品滑动,使力值偏低;夹持力是否足够(轻拉样品观察是否滑动),不足则调整紧固螺丝或更换夹具。
位移系统验证:启动试验机让上夹具上升100mm,用直尺测量实际位移,偏差≤0.5mm。位移精度不足会导致剥离速度偏离标准(如GB/T 2790要求300mm/min±50mm/min),影响结果可比性。
剥离强度的测试步骤
装样前需将样品一端剥开约25mm(难以剥开时用刀片轻划,但避免损伤基层),将剥开的两层分别夹入上下夹具:上层夹入上夹具中心,下层夹入下夹具,确保样品自然垂直、无扭曲——歪斜会导致力的横向分解,使测试值偏小。
设置测试参数:根据标准选择剥离模式(180°或T型)、速度(GB/T 8808用300mm/min,GB/T 2791用100mm/min)、数据采集频率(10Hz)。参数错误会导致结果不符合标准,如速度过快使力值偏高,过慢则偏低。
启动测试后需观察状态:若样品滑动,停止测试重新夹持;若样品断裂(非层间剥离),结果无效需重测。试验机软件会记录力值-位移曲线,需截取稳定剥离段(25mm~75mm之间)的力值计算平均值——初始峰值与最终衰减力需排除,因这两段力值不稳定。
测试标准的核心差异
国内常用标准中,GB/T 8808-2018适用于软质复合塑料(如PE/PA复合膜),测试模式为180°、宽度15mm、速度300mm/min;GB/T 2790-1995适用于挠性材料对刚性材料(如塑料与铝箔),宽度25mm、速度300mm/min;GB/T 2791-1995适用于挠性对挠性材料,测试模式为T型、速度100mm/min。
国际标准方面,ISO 8510-1:2006与GB/T 2791一致,但状态调节时间需24h;ASTM D1876-2015强调夹具平行度(中心线偏差≤0.5mm),适用于高精度测试。选择标准时需根据材料类型与应用场景匹配,避免结果偏离实际需求。
常见问题的分析与解决
问题1:结果偏低。原因可能是样品未状态调节、夹具打滑、剥离角度偏离。解决方法:延长调节时间、更换夹具、重新对齐样品。
问题2:结果波动大(平行样偏差超10%)。原因可能是样品制备不均、环境不稳定、未排除不稳定段。解决方法:提高样品精度、用恒温恒湿箱、严格截取稳定段。
问题3:无法层间剥离。原因可能是粘结力超量程、基层太脆、模式错误。解决方法:更换更大量程试验机、重新取样品、调整测试模式。
结果的计算与表述
剥离强度计算公式为:σ = 平均力/样品宽度,单位为N/15mm(GB/T 8808)或N/m(国际标准)。计算时需取稳定段力值的平均值,排除初始与最终的不稳定力。
数据修约需符合GB/T 8170-2008:保留两位有效数字,如2.45N/15mm修约为2.5N/15mm。结果表述需明确测试条件,如“纵向剥离强度:2.5N/15mm(GB/T 8808-2018,23℃、50%RH,300mm/min)”,确保结果可对比。