在現代包裝工業中,塑料容器因其輕便、耐用、成本低廉等優勢被廣泛應用于食品、醫藥、化工等領域。然而,塑料容器在運輸和使用過程中不可避免地會遭受各種沖擊,其抗沖擊性能直接關系到內容物的安全性和包裝的使用壽命。
本文科準測控小編將詳細介紹塑料容器落錘沖擊測試的原理、標準、儀器設備及操作流程,幫助生產企業準確評估產品性能,提升產品質量。
一、測試原理
落錘沖擊測試是通過將規定質量的錘體提升至設定高度后自由落下,沖擊試樣表面,評估材料或制品抗沖擊性能的一種方法。該測試主要基于以下物理原理:
1、能量轉換原理:錘體在重力作用下獲得的勢能(E=mgh)在沖擊過程中轉化為試樣的變形能和斷裂能
2、沖擊動力學原理:通過測量試樣在瞬時沖擊載荷下的響應行為,評估其韌性、脆性等力學特性
3、統計破壞原理:通過多次測試確定試樣在特定沖擊能量下的破壞概率
測試可測定塑料容器的沖擊破壞能量、臨界破裂高度等參數,為產品結構設計、材料選擇和工藝優化提供數據支持。
二、測試標準
1、國際標準
ISO 3127:1994《塑料管材—抗沖擊性能的測定—落錘法》
ASTM D2444-19《熱塑性塑料管及配件落錘沖擊試驗方法》
2、國家標準
GB/T 14152-2001《熱塑性塑料管材耐外沖擊性能試驗方法 時針旋轉法》
GB/T 9639.1-2008《塑料薄膜和薄片抗沖擊性能試驗方法 自由落鏢法 第1部分:梯級法》
3、行業標準
QB/T 1871-1993《雙向拉伸尼龍(BONY)/低密度聚乙烯(LDPE)復合膜、袋》
YBB 00212003《藥用低密度聚乙烯滴眼劑瓶》
三、測試儀器
1、KZ-ITM-6350落錘沖擊試驗機
1、設備介紹
KZ-ITM-6350落錘沖擊試驗機主要用于檢測材料在動負荷下沖擊性能、抗沖擊性能及試樣的損壞。試驗方法是彈簧加速沖擊,測量試樣在沖擊過程中的受力和變形,觀察試樣損壞情況,例如試樣撓曲、開裂和斷裂。能夠通過軟件數據分析,得到沖擊力、沖擊能量、沖擊速度、材料吸收能量及損傷耗散能量、損傷臨界點。
2、技術參數
3、試驗夾具系統
四、測試流程
步驟一、試樣準備
樣品選擇:挑選無缺陷、無變形的塑料容器樣品,數量不少于10個,以保證測試結果的統計意義。
清潔處理:用清潔劑或酒精等清潔試樣表面,去除油污和灰塵,確保表面干凈。
狀態調節:將試樣放置于溫度23±2℃、相對濕度50±5%RH的環境中,調節40小時以上,使其達到標準狀態。
步驟二、測試條件設定
測試溫度:根據產品標準或客戶要求,確定測試溫度(常溫或低溫)。
落錘質量:選擇合適的落錘質量,通常為1kg或2kg。
沖擊高度:設定初始沖擊高度,一般從較低高度開始,逐步增加。
沖擊頭選擇:根據試樣形狀和要求,選擇半球形或平頭沖擊頭。
步驟三、測試步驟
設備預熱:開啟試驗機電源,預熱15分鐘,確保設備穩定運行。
試樣安裝:將試樣正確安裝在夾具上,確保沖擊部位無支撐。
參數設置:根據測試要求設置落錘質量、沖擊高度、測試次數等參數。
沖擊測試:啟動提升裝置,將錘體升至設定高度,按下釋放按鈕,錘體自由落下沖擊試樣。
結果記錄:觀察并記錄試樣破壞情況(破裂、裂紋、變形等),取出試樣,進行下一次測試。
能量確定:采用“升降法”或“梯度法”逐步調整沖擊高度,確定臨界沖擊能量。
步驟四、數據處理與分析
計算破壞概率:P = (n/N) × 100%,其中n為破壞試樣數,N為總試樣數。
繪制曲線:繪制高度-破壞概率曲線,找出特征沖擊能量(如E50,即50%破壞概率對應的能量)。
破壞模式分析:分析試樣的破壞模式,判斷是韌性破壞還是脆性斷裂。
報告編寫:出具測試報告,內容包括試樣信息、測試條件、測試結果、破壞形態描述以及結論與建議。
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