包装动力学第四章

1、包装动力学第四章-l.ppt.C on vertor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

2、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。

3、（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

4、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 ）和乙烯一醋酸乙烯共聚物 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 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.

5、59之间，密度在0.1g/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23C、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

6、 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

7、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

8、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，

9、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

10、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

11、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。XPE IXPE 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。 XPE /IXPE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

12、。 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

13、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

14、：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

15、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

16、，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