包装动力学第四章-1.ppt.Convertor.doc

缓冲材料的作用产品在流通过程中常常会受到振动、冲击等机械载荷的作用，为防止产品破损通常采用缓冲包装技术措施，即在外包装容器中添加缓冲材料。缓冲材料是可以吸收大量冲击能量，从而起到隔振作用，以防止产品受振动和冲击引起损伤而使用的保护材料。 缓冲材料的类型有天然材料也有人造材料，其主要性能应具有良好的缓冲性能、抗振性能和回弹性能。各种分类如下。 （1）纤维类植物纤维：木屑，纸制品（纸浆模塑，纸屑，瓦楞纸板，蜂窝纸板），稻草等动物纤维：毛皮，羊毛，羽毛，毛毡等；矿物纤维：石棉，玻璃纤维等。 （2）泡沫类：天然泡沫材料：软木等；合成泡沫材料：泡沫塑料，泡沫橡胶等。 （3）弹簧类：各种金属丝弹簧； 板弹簧 ；橡胶弹簧等 。 （1）线性材料线弹性材料的载荷变形曲线是过原点的一条直线，实际上严格说具有线弹性性质的材料是极少的。 （2）分段线性材料（3）三次函数型弹性材料 三次函数型弹性材料在小变形时十分接近线性，悬挂弹簧结构和木屑、塑料丝、涂胶纤维等材料均属于这类弹性体，是非线性弹性材料。 （4）正切型弹性材料 正切型弹性材料十分接近线性材料在趋于压实状态的情况，具有正切函数型性质的缓冲材料有很多，如泡沫橡胶、棉花、乳胶海绵、碎纸、涂胶纤维以及预压后的聚苯乙烯泡沫塑料等等，属非线性弹性材料。 （5）双曲正切型弹性材料 双曲正切型曲线是弹性极限较小的材料在较大变形范围内使用时的状态。工程中广泛采用的瓦楞纸板、蜂窝纸板、聚苯乙烯泡沫塑料等在其受到载荷的初期一段所表现出的力学性质属于这种类型，是非线性弹性材料。（6）不规则型弹性材料 这类缓冲材料的力变形曲线很难用一个数学关系式来表达，大部分高分子发泡材料属于这类弹性体，把这类弹性体材料归为一类，称作不规则型弹性材料，也是非线性弹性材料 。（1）预制成型 各种垫片、垫块、垫圈等（2）现场发泡缓冲结构（3）散状填料（1）纸 瓦楞纸板、蜂窝纸板、纸浆模塑、纸浆发泡块（由废纸和淀粉混和后，经发泡、成型而得到的多孔小型块体缓冲材料）、纸纤维成型材料（由废纸、渣浆等直接热风干燥成型）、皱纹纸等。（2）塑料 泡沫塑料：发泡聚苯乙烯（EPS）、发泡聚乙烯（EPE）、发泡聚丙烯（EPP）、发泡聚氨酯（PU）、发泡聚氯乙烯（PVC）和乙烯醋酸乙烯共聚物橡塑制品（EVA）等；气垫缓冲材料；碎屑状材料：聚苯乙烯泡沫塑料丝条、聚氯乙烯塑料丝条、乙酸纤维素条和泡沫碎屑填充材料等；橡胶：纤维橡胶、海绵橡胶等。 泡沫塑料的类型按含气量分类分为低发泡、中发泡和高发泡三种。低发泡塑料是指气体与固体体积比小于1.5，密度大于0.4 g/cm3的泡沫塑料；中发泡塑料是指气体与固体体积比在1.59之间，密度在0.1 g/cm30.4 g/cm3之间的泡沫塑料；高发泡塑料是指气体与固体体积比大于9，密度小于0.1 g/cm3的泡沫塑料。按硬度分类分为软质、硬质和半硬质泡沫塑料。在温度为23、相对湿度为50%RH条件下，泡沫塑料的弹性模量大于700kPa的为硬质泡沫塑料；弹性模量小于70kPa的为软质泡沫塑料；弹性模量介于70kPa700kPa之间的为半硬质泡沫塑料。 二、泡沫塑料第一节 缓冲包装材料的分类 发泡成型方法 A.化学发泡:由特意加入的化学发泡剂，受热分解或原料组分间发生化学反应而产生的气体，使塑料熔体充满泡孔。化学发泡剂在加热时释放出的气体有二氧化碳、氮气、氨气等。化学发泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生产。 B.物理发泡:物理发泡是在塑料中溶入气体或液体，而后使其膨胀或气化发泡的方法。物理发泡适应的塑料品种较多。 C.机械发泡:借机械搅拌方法使气体混入液体混合料中，然后经定型过程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用聚乙烯醇缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等也适用。 泡沫塑料的特性密度很小，一般在0.02 g/cm30.2g/cm3之间，因此重量很轻，原料消耗少，既减少包装重量，又降低运输费用，成本也不高。具有极好的冲击吸收性能，防震效果好，能有效地保护被包装物品。机械性能好，具有较好的抗压强度和回弹性能，特别是它可根据被包装物品的重量等要求来选择性能不同的泡沫塑料。化学稳定性好，对酸、碱、盐等化学药品均有较强的抗力，自身PH值处于中性，不会腐蚀包装物品。加工性能优良，既可以制成不同密度的软质和硬质泡沫塑料，又可以按包装物品的外形、尺寸模压成各种包装容器或结构，还可以把泡沫板（块）材用多种粘合剂粘接，制成各种缓冲结构材料。有很好的耐水性和很低的吸湿性，即使在较湿的情况下也不会出现变形和毁体，影响其吸收外力的能力。对温度的变化有相当好的稳定性，完全可以满足一般正常包装的要求。由于泡沫塑料中含有大量微小气泡，故绝热性能优良，可作绝热材料，也可用于绝热包装。发泡聚乙烯的优点质轻，表面柔和，拉伸强度高，耐多次冲击，缓冲性能好，具有优良的减震性和抗冲击性。属无尘、无毒环保型化合物，可100回收造粒，对环境无污染且易回收利用。EPE泡沫因其独特的气泡结构，还能防油、防潮、耐酸碱、抗氧化、隔音、保温等。优良的化学性能，使它能抵御许多化合物的侵蚀，具有很好的耐候性能。添加适量的添加剂，能满足抗静电、阻燃或赋予各种色彩等不同包装需求。EPE泡沫PH值为中性，且材料表面光滑，不会对产品造成损伤。发泡聚丙烯的特点EPP制品具有十分优异的抗震吸能性能、形变后回复率高、很好的耐热性、耐油性和隔热性。另外，其密度低，可大幅度减轻物品重量。EPP还是一种环保材料，不仅可回收再利用，而且可以自然降解，不会造成白色污染，被称为“绿色”包装材料。聚丙烯泡沫由于其良好的力学性能、优良的耐热性能及利于环境保护的性质，是新一代泡沫材料，有广泛的应用前景。因材料价格高，实际上限制了其大规模的应用。 发泡聚苯乙烯优点及应用 具有缓冲性能好，抗潮性、隔热性和电绝缘性优良，易于模塑成型、加工性能好等优点。 具有较高的性价比，是一种非常重要的缓冲包装材料，广泛应用于电子仪表、精密仪器、玻璃器皿、陶瓷制品、工艺品、家电、家具、五金机械等缓冲包装领域。 发泡聚苯乙烯的缺点 聚苯乙烯泡沫塑料缺点是性脆、耐热和耐候性差、耐溶剂性差。 由于使用氟里昂做发泡剂，因而会破坏大气臭氧层，所以环保性差。 废弃物体积大，回收困难，所以这种材料的使用受到了限制，将逐渐被其它环保缓冲材料所替代。 聚氨酯泡沫塑料的特点密度小，是水密度的1/100左右；受冲击振动后，回弹性好；承载能力低；能防霉防潮；使用方便、成型简单、安全卫生。 EVA特性耐水性：不吸水，防潮，耐水性能良好。耐腐性：耐海水、油脂、酸、碱等化学品腐蚀，抗菌、无毒、无味、无污染。 加工性：无接头，且易于进行热压、剪裁、涂胶、贴合等加工。防振动：回弹性和抗张力高，韧性强，具有良好的防振、缓冲性能。 保温性：隔热，保温防寒及低温性能优异，可耐严寒和曝晒。 隔音性：密闭泡孔，隔音效果好。 XPEIXPE性能缓冲性好。其半硬质发泡体，高弹性，高韧性，受强冲击后不失还原性能（回弹性好），是性能优异的缓冲材料。 成型性好。延展性能好，密度均匀，可实现真空成型及热成型等较深部位的成型。 可加工性好。非常容易加工，可以任意裁切，与多种材料贴合，作为新一代高效节能、环保的材料有广阔的发展前景。XPEIXPE还具有无毒、无味、耐药品性、耐油、耐酸、耐卤及其它各类化学药品的性能。具有发泡倍率高，密度低，厚度薄，泡孔细密均匀、强韧、隔热、隔音效果好、吸水性小、表面光滑的优点。产品生产过程中，不造成环境污染，产品在使用后，易于回收，焚烧时不造成严重大气污染，被称为无公害产品。气泡薄膜的优点及应用 气泡薄膜具有聚乙烯薄膜的许多优点，它柔软、质轻、清洁、无腐蚀性，可防潮、防尘、防霉，可热焊封，易加工成任意形状的包装袋。 另外在挤出机原料中加入不同的添加剂可制造出防静电、导电和环保等各种专用气泡薄膜。并可根据用户要求，将气泡薄膜加工成各种复合材料，如铝膜复合等。 作为一种裹包材料，适合用于小件、轻型产品的包装，也可制成气泡袋、气泡牛皮纸信封袋。不可用于包装较重的或负荷较集中的产品，以免因气泡破裂而失去缓冲作用。 预制气垫包装过程有三个步骤：将产品在纸箱内分组码好，为衬垫留出地方；选定合适的衬垫尺寸，按需要把膨胀的衬垫撕成若干片；用衬垫把产品包起来，密封纸箱。 现场充气包装过程有四个步骤：将产品在纸箱内放好，留出空隙；将充气嘴插入袋内，放在产品顶端；关上纸箱充气，直到纸箱内的空隙填满；取下充气嘴，把纸箱盖好。 气垫缓冲包装优点及时上线：即设备就在生产线旁边，随时包装，随时开机制造，不会延误到包装出货，同时能节省仓储空间。 缓冲效果良好：一个独立气体垫可承受100kg重量，缓冲气垫与纸箱之间能确实的填充、支撑，将不会有因纸箱内部空间大，造成物品在运输中因移位或振动而损坏的情形发生。 减低材料成本：缓冲气垫是由99%的空气和1%的胶膜（环保材料）组成，在同样使用情形时，较其他包装材料省下30%50%的费用；因为气垫中含了大量的空气，所以能减少原料的使用量。 环保：气垫可重复使用，气垫破坏后胶膜可回收再生，容易处理，没有环境公害问题。 简易操作：设备使用简单，不需更换模具。 经济：运输费用低，纸类重量是气垫的6.6倍，发泡材料是气垫的2倍重。 泡沫碎屑填充材料特点 优越的缓冲保护效能。安全保护效能高 。不带静电，无臭无尘，无腐蚀性，不产生微生物及寄生虫，晶莹洁白，高贵美观。采取特殊形状构造的设计，可以使颗粒间相互扣锁固定，产品不因振动而移位，保护效果良好。 适用性广泛、使用方便 。此材料有着较大的灵活性，任何形状大小的产品皆可适用，自然成型包裹物品。使用时可根据需要散装或袋装（小包装），减少了使用填塞物的麻烦。密度非常小，对运输费用的影响较小 。 可重复使用 。瓦楞纸板的优点和缺点废弃物无须特殊处理，回收简单，环保性能好，这是它突出的优点。加工性能好，裁切、模切、粘合均容易，生产工艺成熟。储存、运输成本低，减少物流成本节省空间，使用时折叠成型较为方便。可与外包装瓦楞纸箱配合使用，制成全纸包装，一起处理。瓦楞纸板用作缓冲材料时又具有如下缺点：表面较硬，缺乏柔韧性，包装商品时容易对商品表面造成磨损，主要限于平面使用。湿度对其性能影响较大，湿度愈大其性能愈显恶劣。复原性能差，一旦受载荷变形，各项性能下降迅速，多次跌落后缓冲性能会下降1/3左右。蜂窝纸板的主要特点 蜂窝纸板是是一种先进的仿生结构材料，材料的性能具有可设计性。质轻、用料少、成本低。具有强度质量比最大的优点，因而其制成品的性价比好，这是蜂窝纸板成功的关键。高强度，表面平整。蜂窝夹层结构稳定性好，其突出的抗压能力和抗弯能力是箱式包装材料需要的最重要的特性。抗冲击性、缓冲性好。蜂窝纸板由柔性纸芯和面纸制成，具有较好的韧性和回弹性，独特的蜂窝夹芯结构大大减少了纸板用量并增加了可压缩空间，使蜂窝纸板具有良好的缓冲性能。吸声、隔热。无污染，符合现代环保潮流。由可