摘要：在寒冷環境下儲存的軟塑包裝需要有較高的耐寒性，即相比在標準環境條件下，包裝材料的抗沖擊性等物理機械強度未發生明顯劣變。若軟塑包裝耐寒性較差，易導致成品包裝在低溫環境下出現破裂問題，因此對于在低溫環境下使用的軟塑包裝，其耐寒性是極為重要的物理機械性能指標。本文采用FIT-01薄膜沖擊試驗儀進行抗擺錘沖擊能試驗，進一步為相關行業用戶介紹如何驗證軟塑包裝耐寒性，確保軟塑包裝不易在寒冷環境下破裂。

關鍵詞：耐寒性、抗擺錘沖擊能、低溫環境、寒冷環境、破裂、軟塑包裝、塑料袋、FIT-01薄膜沖擊試驗儀

1、意義

有些食品或藥品等物品為保證其不易變質或解凍，需將其放入低溫環境下儲存，有時要求環境溫度達到零下18度，而此溫度在確保內容物質量時，卻危及到外部包裝材料的性能，可能導致出現包裝破裂而發生泄漏等問題。例如，速凍水餃在生產線時并未出現袋體破裂現象，但在經過冷凍儲藏后袋體或封口處出現破裂現象。上述質量問題的發生大多與包裝材料耐寒性較差有關，即包裝材料的柔韌性及抗沖擊性在低溫下變差，導致不耐受外界的沖擊。

軟塑包裝在寒冷的低溫環境下物理機械強度會發生劣變，特別易發脆而破裂，這與其內部高分子材料化學結構在低溫下的變化有關。而為了改善軟塑包裝材料在低溫下不易脆裂，則需要向其原料內加入增韌劑等添加物，但其耐寒性究竟如何，是否可以承受住低溫環境，應通過耐寒性測試進行驗證。耐寒性，是通過比較標準環境條件下與零下18℃環境下所測試得出的抗擺錘沖擊能，如耐寒性不小于某一固定百分率比值（例如BOPA/LDPE復合膜的耐寒性需不小于60%），則說明包裝材料在低溫下的物理機械強度未發生明顯劣變。本文通過采用濟南蘭光機電技術有限公司自主研制的FIT-01薄膜沖擊試驗儀進行速凍水餃包裝袋耐寒性的測試，為相關行業提供技術參考。

圖1    速凍食品

2、現狀

較多需要低溫環境下儲存的產品采用軟塑包裝，而軟塑包裝的耐寒性主要通過測試包裝材料抗擺錘沖擊能實現監測。目前，國內大多數用于低溫環境的軟塑包裝的材質結構為BOPA/LDPE，特別是在速凍食品行業，國內對于此類材質耐寒性測試方法主要參考QB/T 《雙向拉伸尼龍（BOPA）/低密度聚乙烯（LDPE）復合膜、袋》，而耐寒性中需要測試的抗擺錘沖擊能的測試方法參考GB 8809 《塑料薄膜抗擺錘沖擊試驗方法》。

3、試樣

某品牌水餃包裝用塑料包裝袋。

4、檢測設備

本文采用Labthink蘭光FIT-01薄膜沖擊試驗儀測試標準環境條件下與零下18℃環境下樣品的抗擺錘沖擊能，通過比較計算獲得樣品的耐寒性數據。

圖2    FIT-01薄膜沖擊試驗儀

4.1 測試原理

薄膜沖擊試驗儀的半球形沖頭在一定的速度下沖擊并穿過薄膜試樣，測量沖頭所消耗的能量，以此評價薄膜的抗擺錘沖擊能力。

4.2 適用范圍

(1) 本設備專業適用于塑料薄膜、薄片、復合膜、金屬箔片等材料抗擺錘沖擊性能的精確測定，還可用于紙張、紙板的抗擺錘沖擊性能測試，如煙包鍍鋁紙、利樂包裝鋁塑紙復合材料等。

(2) 該設備滿足多項國家和國際標準：GB 8809-88、ASTM D3420、NF T54-116。

4.3 設備參數

l  沖擊能量為1 J、2 J、3 J（可擴展到5 J），分辨率為0.001 J。

l  沖頭直徑尺寸分為25.4 mm、19 mm、12.7 mm三種，其余非標尺寸可定制。

l  設備上試樣夾口直徑分別為89 mm、60 mm可選。

l  量程可調，電子式測量輕松準確地實現各種測試條件下的試驗。

l  試樣氣動夾緊，擺錘氣動釋放以及水平調整輔助系統有效地避免了人為因素引起的系統誤差。

l  系統自動統計試驗數據，直觀地將測試結果展示給用戶。

l  支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗報告和試驗結果。

5、試驗過程

(1) 在薄膜寬度方向上均勻裁取100 mm × 100 mm或直徑100 mm的試樣10片，將試樣放置在溫度23±2℃、45% ~ 55%RH環境下至少4 h，并在此環境下試驗。

(2) 測試每個試樣中心位置厚度，取10個試樣測試結果的算術平均值，記錄樣品厚度。

(3) 根據試樣所需的抗擺錘沖擊能選用沖頭尺寸，使讀數在儀器滿量程的10% ~ 90%之間。

(4) 按照儀器使用規則校準儀器。

(5) 將試樣平展地放入夾持器中夾緊，保證試樣無皺折或四周張力過大的問題，確保10片試樣的受沖擊面一致。

(6) 將指針撥到最大刻度處，按下把手，迅速放開擺錘，使擺錘沖擊試樣，記錄儀器顯示的讀數。

(7) 再從薄膜寬度方向上均勻裁取100 mm × 100 mm或直徑100 mm的試樣10片，將試樣放置在溫度－18℃環境下2 h后，重復步驟(2) ~ (6)繼續試驗。

(8) 將－18℃環境放置后測定的薄膜抗擺錘沖擊能除以標準環境條件下測定的薄膜抗擺錘沖擊能，即為耐寒性，單位為%。

圖3    樣品試驗過程

6、試驗結果

－18℃環境放置后測定的薄膜抗擺錘沖擊能為1.400 J，標準環境條件下測定的薄膜抗擺錘沖擊能為1.490 J，耐寒性為94 %。

7、結論

耐寒性是在低溫環境下使用的軟塑包裝的重要性能之一，耐寒性好的軟塑包裝可有效保證成品包裝在寒冷環境下不易破裂。本文利用FIT-01薄膜沖擊試驗儀測試了速凍水餃包裝的耐寒性，測試結果穩定，數據可靠，可真實的反映包裝材料低溫下物理機械強度。除了具有測試軟塑包裝物理機械強度等性能的檢測設備以外，Labthink蘭光還為全球客戶提供軟塑包裝阻隔性能、衛生化學性能等專業的檢測服務與設備，了解更多Labthink蘭光的檢測設備與服務，您可登陸濟南蘭光公司網站查看設備的具體信息或致電咨詢。濟南蘭光機電技術有限公司愿借此與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。