包裝動(dòng)力學(xué)第四章

1、包裝動(dòng)力學(xué)第四章-l.ppt.Convertor緩沖材料的作用廣品在流通過程中常常會(huì)受到振動(dòng)、沖擊等機(jī)械載荷的作用，為防止產(chǎn)品破損通常采用緩沖包裝技術(shù)措施，即在外包裝容器中添加緩沖材料。緩沖材料是可以吸收大量沖擊能量，從而起到隔振作用，以防止產(chǎn)品受振動(dòng)和沖擊引起損傷而使用的保護(hù)材料。緩沖材料的類型有天然材料也有人造材料，其主要性能應(yīng)具有良好的緩沖性能、抗振性能和回彈性能。各種分類如下。(1) 纖維類植物纖維：木屑，紙制品(紙漿模塑，紙屑，瓦楞紙板，蜂窩紙板)，稻草等動(dòng)物纖維：毛皮，羊毛，羽毛，毛氈等；礦物纖維：石棉，玻璃纖維等。(2) 泡沫類：天然泡沫材料：軟木等；合成泡沫材料：泡沫塑料，泡沫

2、橡膠等。(3) 彈簧類：各種金屬絲彈簧；板彈簧；橡膠彈簧等。(1)線性材料線彈性材料的載荷一變形曲線是過原點(diǎn)的一條直線，實(shí)際上嚴(yán)格說具有線彈性性質(zhì)的材料是極少的。(2) 分段線性材料三次函數(shù)型彈性材料三次函數(shù)型彈性材料在小變形時(shí)十分接近線性，懸掛彈簧結(jié)構(gòu)和木屑、塑料絲、涂膠纖維等材料均屬于這類彈性體，是非線性彈性材料。正切型彈性材料正切型彈性材料十分接近線性材料在趨于壓實(shí)狀態(tài)的情況，具有正切函數(shù)型性質(zhì)的緩沖材料有很多，如泡沫橡膠、棉花、乳膠海綿、碎紙、涂膠纖維以及預(yù)壓后的聚苯乙烯泡沫塑料等等，屬非線性彈性材料。雙曲正切型彈性材料雙曲正切型曲線是彈性極限較小的材料在較大變形范圍內(nèi)使用時(shí)的狀態(tài)。工

3、程中廣泛采用的瓦楞紙板、蜂窩紙板、聚苯乙烯泡沫塑料等在其受到載荷的初期一段所表現(xiàn)出的力學(xué)性質(zhì)屬于這種類型，是非線性彈性材料。不規(guī)則型彈性材料這類緩沖材料的力一變形曲線很難用一個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系式來表達(dá)，大部分高分子發(fā)泡材料屬于這類彈性體，把這類彈性體材料歸為一類，稱作不規(guī)則型彈性材料，也是非線性彈性材料。（1）預(yù)制成型各種墊片、墊塊、墊圈等（2）現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡緩沖結(jié)構(gòu)（3）散狀填料（1）紙瓦楞紙板、蜂窩紙板、紙漿模塑、紙漿發(fā)泡塊（由廢紙和淀粉混和后，經(jīng)發(fā)泡、成型而得到的多孔小型塊體緩沖材料）、紙纖維成型材料（由廢紙、渣漿等直接熱風(fēng)干燥成型）、皺紋紙等。 （2）塑料泡沫塑料：發(fā)泡聚苯乙烯（EPS）、發(fā)泡聚乙烯

4、（EPE）、發(fā)泡聚丙烯（EPP）、發(fā)泡聚氨酯（PU）、發(fā)泡聚氯乙烯（PVC）和乙烯一醋酸乙烯共聚物橡塑制品（EVA）等；氣墊緩沖材料；碎屑狀材料：聚苯乙烯泡沫塑料絲條、聚氯乙烯塑料絲條、乙酸纖維素條和泡沫碎屑填充材料等；橡膠：纖維橡膠、海綿橡膠等。泡沫塑料的類型按含氣量分類分為低發(fā)泡、中發(fā)泡和高發(fā)泡三種。低發(fā)泡塑料是指氣體與固體體積比小于1.5,密度大于0.4g/cm3的泡沫塑料；中發(fā)泡塑料是指氣體與固體體積比在1.59之間，密度在0.1g/cm30.4g/cm3之間的泡沫塑料；高發(fā)泡塑料是指氣體與固體體積比大于9,密度小于0.1g/cm3的泡沫塑料。按硬度分類分為軟質(zhì)、硬質(zhì)和半硬質(zhì)泡沫塑料。

5、在溫度為23C、相對(duì)濕度為50%RH條件下，泡沫塑料的彈性模量大于700kPa的為硬質(zhì)泡沫塑料；彈性模量小于70kPa的為軟質(zhì)泡沫塑料；彈性模量介于70kPa700kPa之間的為半硬質(zhì)泡沫塑料。二、泡沫塑料第一節(jié)緩沖包裝材料的分類發(fā)泡成型方法A. 化學(xué)發(fā)泡：由特意加入的化學(xué)發(fā)泡劑，受熱分解或原料組分間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的氣體，使塑料熔體充滿泡孔?；瘜W(xué)發(fā)泡劑在加熱時(shí)釋放出的氣體有二氧化碳、氮?dú)狻睔獾取；瘜W(xué)發(fā)泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生產(chǎn)。B. 物理發(fā)泡：物理發(fā)泡是在塑料中溶入氣體或液體，而后使其膨脹或氣化發(fā)泡的方法。物理發(fā)泡適應(yīng)的塑料品種較多。C. 機(jī)械發(fā)泡：借機(jī)械攪拌方法使氣體混入液體混合料中

6、，然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用聚乙烯醇縮甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶膠等也適用。 泡沫塑料的特性密度很小，一般在0.02g/cm30.2g/cm3之間,因此重量很輕，原料消耗少，既減少包裝重量，又降低運(yùn)輸費(fèi)用，成本也不高。 具有極好的沖擊吸收性能，防震效果好，能有效地保護(hù)被包裝物品。 機(jī)械性能好，具有較好的抗壓強(qiáng)度和回彈性能，特別是它可根據(jù)被包裝物品的重量等要求來選擇性能不同的泡沫塑料。 化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)酸、堿、鹽等化學(xué)藥品均有較強(qiáng)的抗力，自身PH值處于中性，不會(huì)腐蝕包裝物品。 加工性能優(yōu)良，既可以制成不同密度的軟質(zhì)和硬質(zhì)泡沫塑料，又可以按包裝物品的外形、尺寸模壓成各種包裝容器或

7、結(jié)構(gòu)，還可以把泡沫板（塊）材用多種粘合劑粘接，制成各種緩沖結(jié)構(gòu)材料。 有很好的耐水性和很低的吸濕性，即使在較濕的情況下也不會(huì)出現(xiàn)變形和毀體，影響其吸收外力的能力。 對(duì)溫度的變化有相當(dāng)好的穩(wěn)定性，完全可以滿足一般正常包裝的要求。 由于泡沫塑料中含有大量微小氣泡，故絕熱性能優(yōu)良，可作絕熱材料，也可用于絕熱包裝。 發(fā)泡聚乙烯的優(yōu)點(diǎn)質(zhì)輕，表面柔和，拉伸強(qiáng)度高，耐多次沖擊，緩沖性能好，具有優(yōu)良的減震性和抗沖擊性。 屬無塵、無毒環(huán)保型化合物，可100%回收造粒，對(duì)環(huán)境無污染且易回收利用。 EPE泡沫因其獨(dú)特的氣泡結(jié)構(gòu)，還能防油、防潮、耐酸堿、抗氧化、隔音、保溫等。優(yōu)良的化學(xué)性能，使它能抵御許多化合物的侵蝕

8、，具有很好的耐候性能。 添加適量的添加劑，能滿足抗靜電、阻燃或賦予各種色彩等不同包裝需求。 EPE泡沫PH值為中性，且材料表面光滑，不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成損傷。發(fā)泡聚丙烯的特點(diǎn)EPP制品具有十分優(yōu)異的抗震吸能性能、形變后回復(fù)率高、很好的耐熱性、耐油性和隔熱性。另外，其密度低，可大幅度減輕物品重量。EPP還是一種環(huán)保材料，不僅可回收再利用，而且可以自然降解，不會(huì)造成白色污染，被稱為“綠色”包裝材料。聚丙烯泡沫由于其良好的力學(xué)性能、優(yōu)良的耐熱性能及利于環(huán)境保護(hù)的性質(zhì)，是新一代泡沫材料，有廣泛的應(yīng)用前景。因材料價(jià)格高，實(shí)際上限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。發(fā)泡聚苯乙烯優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用?具有緩沖性能好，抗潮性、隔熱性和電絕緣

9、性優(yōu)良，易于模塑成型、加工性能好等優(yōu)點(diǎn)。?具有較高的性價(jià)比，是一種非常重要的緩沖包裝材料，廣泛應(yīng)用于電子儀表、精密儀器、玻璃器皿、陶瓷制品、工藝品、家電、家具、五金機(jī)械等緩沖包裝領(lǐng)域。發(fā)泡聚苯乙烯的缺點(diǎn)?聚苯乙烯泡沫塑料缺點(diǎn)是性脆、耐熱和耐候性差、耐溶劑性差。?由于使用氟里昂做發(fā)泡劑，因而會(huì)破壞大氣臭氧層，所以環(huán)保性差。?廢棄物體積大，回收困難，所以這種材料的使用受到了限制，將逐漸被其它環(huán)保緩沖材料所替代。 聚氨酯泡沫塑料的特點(diǎn)密度小，是水密度的1/100左右；受沖擊振動(dòng)后，回彈性好；承載能力低；能防霉防潮；使用方便、成型簡(jiǎn)單、安全衛(wèi)生。 EVA特性耐水性：不吸水，防潮，耐水性能良好。 耐腐性

10、：耐海水、油脂、酸、堿等化學(xué)品腐蝕，抗菌、無毒、無味、無污染。 加工性：無接頭，且易于進(jìn)行熱壓、剪裁、涂膠、貼合等加工。 防振動(dòng)：回彈性和抗張力高，韌性強(qiáng)，具有良好的防振、緩沖性能。 保溫性：隔熱，保溫防寒及低溫性能優(yōu)異，可耐嚴(yán)寒和曝曬。 隔音性：密閉泡孔，隔音效果好。 XPE/IXPE性育總緩沖性好。其半硬質(zhì)發(fā)泡體，高彈性，高韌性,受強(qiáng)沖擊后不失還原性能（回彈性好），是性能優(yōu)異的緩沖材料。 成型性好。延展性能好，密度均勻，可實(shí)現(xiàn)真空成型及熱成型等較深部位的成型。 可加工性好。非常容易加工，可以任意裁切，與多種材料貼合，作為新一代高效節(jié)能、環(huán)保的材料有廣闊的發(fā)展前景。 XPE/IXPE還具有無

11、毒、無味、耐藥品性、耐油、耐酸、耐鹵及其它各類化學(xué)藥品的性能。 具有發(fā)泡倍率高，密度低，厚度薄，泡孔細(xì)密均勻、強(qiáng)韌、隔熱、隔首效果好、吸水性小、表面光滑的優(yōu)點(diǎn)。 產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，不造成環(huán)境污染，產(chǎn)品在使用后，易于回收，焚燒時(shí)不造成嚴(yán)重大氣污染，被稱為無公害產(chǎn)品。氣泡薄膜的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用?氣泡薄膜具有聚乙烯薄膜的許多優(yōu)點(diǎn)，它柔軟、質(zhì)輕、清潔、無腐蝕性，可防潮、防塵、防霉，可熱焊封，易加工成任意形狀的包裝袋。?另外在擠出機(jī)原料中加入不同的添加劑可制造出防靜電、導(dǎo)電和環(huán)保等各種專用氣泡薄膜。并可根據(jù)用戶要求，將氣泡薄膜加工成各種復(fù)合材料，如鋁膜復(fù)合等。?作為一種裹包材料，適合用于小件、輕型產(chǎn)品的包裝，也

12、可制成氣泡袋、氣泡牛皮紙信封袋。不可用于包裝較重的或負(fù)荷較集中的產(chǎn)品，以免因氣泡破裂而失去緩沖作用。?預(yù)制氣墊包裝過程有三個(gè)步驟：將產(chǎn)品在紙箱內(nèi)分組碼好，為襯墊留出地方；選定合適的襯墊尺寸，按需要把膨脹的襯墊撕成若干片；用襯墊把產(chǎn)品包起來，密封紙箱。?現(xiàn)場(chǎng)充氣包裝過程有四個(gè)步驟：將產(chǎn)品在紙箱內(nèi)放好，留出空隙；將充氣嘴插入袋內(nèi)，放在產(chǎn)品頂端；關(guān)上紙箱充氣，直到紙箱內(nèi)的空隙填滿；取下充氣嘴，把紙箱蓋好。 氣墊緩沖包裝優(yōu)點(diǎn)及時(shí)上線：即設(shè)備就在生產(chǎn)線旁邊，隨時(shí)包裝，隨時(shí)開機(jī)制造，不會(huì)延誤到包裝出貨，同時(shí)能節(jié)省倉(cāng)儲(chǔ)空間。 緩沖效果良好：一個(gè)獨(dú)立氣體墊可承受100kg重量，緩沖氣墊與紙箱之間能確實(shí)的填充、

13、支撐，將不會(huì)有因紙箱內(nèi)部空間大，造成物品在運(yùn)輸中因移位或振動(dòng)而損壞的情形發(fā)生。減低材料成本：緩沖氣墊是由99%的空氣和1%的膠膜（環(huán)保材料）組成，在同樣使用情形時(shí)，較其他包裝材料省下30%50%的費(fèi)用；因?yàn)闅鈮|中含了大量的空氣，所以能減少原料的使用量。 環(huán)保：氣墊可重復(fù)使用，氣墊破壞后膠膜可回收再生，容易處理，沒有環(huán)境公害問題。 簡(jiǎn)易操作：設(shè)備使用簡(jiǎn)單，不需更換模具。 經(jīng)濟(jì)：運(yùn)輸費(fèi)用低，紙類重量是氣墊的6.6倍,發(fā)泡材料是氣墊的2倍重泡沫碎屑填充材料特點(diǎn)優(yōu)越的緩沖保護(hù)效能。 安全保護(hù)效能高。不帶靜電，無臭無塵，無腐蝕性，不產(chǎn)生微生物及寄生蟲，晶瑩潔白，高貴美觀。采取特殊形狀構(gòu)造的設(shè)計(jì)，可以使顆

14、粒間相互扣鎖固定，產(chǎn)品不因振動(dòng)而移位，保護(hù)效果良好。 適用性廣泛、使用方便。此材料有著較大的靈活性，任何形狀大小的產(chǎn)品皆可適用，自然成型包裹物品。使用時(shí)可根據(jù)需要散裝或袋裝（小包裝），減少了使用填塞物的麻煩。 密度非常小，對(duì)運(yùn)輸費(fèi)用的影響較小。 可重復(fù)使用。 瓦楞紙板的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)廢棄物無須特殊處理，回收簡(jiǎn)單，環(huán)保性能好，這是它突出的優(yōu)點(diǎn)。 加工性能好，裁切、模切、粘合均容易，生產(chǎn)工藝成熟。 儲(chǔ)存、運(yùn)輸成本低，減少物流成本節(jié)省空間，使用時(shí)折疊成型較為方便。可與外包裝瓦楞紙箱配合使用，制成全紙包裝，一起處理。瓦楞紙板用作緩沖材料時(shí)又具有如下缺點(diǎn)： 表面較硬，缺乏柔韌性，包裝商品時(shí)容易對(duì)商品表面造成

15、磨損，主要限于平面使用。 濕度對(duì)其性能影響較大，濕度愈大其性能愈顯惡劣。 復(fù)原性能差，一旦受載荷變形，各項(xiàng)性能下降迅速，多次跌落后緩沖性能會(huì)下降1/3左右。蜂窩紙板的主要特點(diǎn)蜂窩紙板是是一種先進(jìn)的仿生結(jié)構(gòu)材料，材料的性能具有可設(shè)計(jì)性。 質(zhì)輕、用料少、成本低。具有強(qiáng)度質(zhì)量比最大的優(yōu)點(diǎn)，因而其制成品的性價(jià)比好，這是蜂窩紙板成功的關(guān)鍵。 高強(qiáng)度，表面平整。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，其突出的抗壓能力和抗彎能力是箱式包裝材料需要的最重要的特性。抗沖擊性、緩沖性好。蜂窩紙板由柔性紙芯和面紙制成，具有較好的韌性和回彈性，獨(dú)特的蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)大大減少了紙板用量并增加了可壓縮空間，使蜂窩紙板具有良好的緩沖性能。 吸聲、隔熱。 無污染，符合現(xiàn)代環(huán)保潮流。由可循環(huán)再生紙