擺錘沖擊儀沖頭直徑的不同對薄膜沖擊性能測試結果影響

薄膜的抗沖擊性能是反映其柔韌性的一項重要的性能指標，是評價薄膜質量優劣的重要依據。本文利用Labthink蘭光FIT-01薄膜沖擊試驗儀的不同直徑沖頭對同一薄膜樣品的抗擺錘沖擊能進行檢測，并對試驗原理、設備參數及試驗過程進行了描述，試驗結果證明不同直徑的沖頭其測試結果并不相同。企業在比較包材的抗沖擊性能時，應使用同一直徑的沖頭，以防止因沖頭直徑的不同，對試驗結果產生影響。

1. 意義

薄膜的抗擺錘沖擊能是衡量其抗沖擊性能的物理量，一般來說，抗擺錘沖擊能越高，薄膜的抗沖擊性能越好，柔韌性越好。薄膜在用于包裝產品后，在后期的運輸、存儲過程中難免會受到外力的沖擊、撞擊，若薄膜的抗沖擊性能較差，則易在這種沖擊或撞擊作用下發生破袋，故良好的抗沖擊性能是薄膜材料必備的性能之一。

薄膜的抗擺錘沖擊能一般通過薄膜沖擊試驗儀進行測試，檢測的是沖頭沖破試樣時消耗的能量值。一般來說，直徑小的沖頭在沖擊薄膜時與薄膜的接觸面積較小，而直徑較大的沖頭與薄膜的接觸面積大，理論上而言，這種接觸面積的不同使得沖頭沖破試樣時消耗的能量是不同的，為了驗證這一結論，本文分別利用不同直徑的沖頭測試薄膜的抗擺錘沖擊能。

2. 試驗樣品

本次試驗所采用的試驗樣品為包裝用單層聚乙烯(PE)薄膜材料。

3. 依據標準

目前，國內薄膜材料抗擺錘沖擊能量的檢測標準為GB 8809-1988《塑料薄膜抗擺錘沖擊試驗方法》。

4. 試驗設備

本文檢測樣品抗擺錘沖擊能的試驗設備為濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產的FIT-01薄膜沖擊試驗儀。

4.1 試驗原理

本試驗的基本試驗原理為能量守恒，并忽略了試驗過程中空氣等阻力消耗的能量。試驗時，將擺錘從某一高度釋放，使沖頭以一定的速度沖破試樣后，并繼續向上運動一定高度后回落。通過測試沖頭在沖破試樣前后的能量變化，得到試樣的抗擺錘沖擊能。

4.2 設備參數

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

• 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。

• 設備上試樣夾口直徑分別為89 mm、60 mm可選。

• 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。

• 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。

• 系統自動統計試驗數據，直觀地將測試結果展示給用戶。

• 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。

4.3 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、ASTM D3420、NF T54-116。

5. 試驗過程

(1) 沿樣品卷膜表面的寬度方向隨機裁取10 cm × 10 cm的試樣片20片, 將試樣放置在溫度23±2 ℃、45% ~ 55%RH環境下狀態調節至少4 h，并在此環境下試驗。

(2) 利用測厚儀測試試樣的厚度，測試10點，取10點測試結果的算術平均值。

(3) 選擇直徑為12.7 mm的沖頭進行試驗，試樣的夾口直徑均選擇89 mm。

(4) 按照設備的要求進行設備校準。

(5) 將試樣平展的裝夾到設備的試樣夾持器中，試樣不應有皺折或張力過大的現象。

(6) 進入試驗界面，將擺錘固定好，點擊試驗按鈕，擺錘自動落下，沖擊試樣，設備顯示試樣的抗擺錘沖擊能。

(7) 依次對隨機抽取的10片試樣進行抗擺錘沖擊能的測試。

(8) 換成直徑19 mm的沖頭，按照(4) ~ (7)的步驟測試剩余10片試樣的抗擺錘沖擊能。

6. 試驗結果

試樣的厚度為79.6 μm，采用直徑為12.7 mm的沖頭試驗時，10片試樣抗擺錘沖擊能的平均值為0.863 J，采用直徑為19 mm的沖頭試驗時，10片試樣抗擺錘沖擊能的平均值為1.731 J。