包裝材料學實驗論文(20210506173057)

1、 UNIVERSITY OF TE( 包裝材料學實驗論文 班級：姓名：學號：指導老 師：時間： 銅版紙與雙膠紙以及PE膜的性能測定及分析 摘要 本文通過對紙張的厚度與緊度、定量與密度、耐破度、撕裂強度、抗張強度、環(huán) 壓強度等一系列的性能對比試驗以及對PE塑料薄膜的厚度、透光度、撕裂強度、熱 封性能等的測試和對PE塑料片材的抗彎強度和硬度的研究得出了一系列的性能對比 數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)中分析得岀了銅版紙和雙膠紙及聚乙烯的性能特 點，并分析了影 響其力學性能的因素。這些對于紙與紙板及塑料的研究開發(fā)以及在包裝和其它領域 的應用有著重要的意義。 關鍵詞：銅版紙雙膠紙聚乙烯性能用途 一、目前市場上常用紙、

2、塑料包裝材料概述 1. 常見的紙包裝材料 1. 1牛皮紙 牛皮紙強度高、韌性大、耐破度、耐折度、耐水性較好，主要用于包裹商品和 制作紙袋。 1. 2包裝紙 包裝紙用于生產(chǎn)普通小紙袋和包裏成包商品。 1. 3紙袋紙 乂稱水泥袋紙，是一種工業(yè)包裝紙，有較大的透氣度和破裂功 14雞皮紙 是一種單面光澤度很高、纖維分布均勻、強度較好的包裝用紙，主要用于包裝 丄業(yè)用品和食品。 1. 5玻璃紙 乂稱透明紙，是一種透明度非常高的高級包裝用紙。 16膠版紙 專供印刷、包裝裝潢的雙面光印刷紙，分為特號、一號、二號三種。 2. 塑料包裝材料 2. 1聚乙烯(PE) 是世界上產(chǎn)量最大的塑料品種，其主要產(chǎn)品有低密度聚

3、乙烯、中密度聚乙烯、 高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯等。 2.2聚丙烯(PP) 廣泛用于制作食品、飲料、啤酒等塑料周轉箱、瓶子、編織袋、包裝薄膜、打 包帶、捆扎繩以及泡沫塑料緩沖材料等。 2. 3聚氯乙烯(PVC) 用途廣泛，可以制成硬紙包裝容器、透明泡罩包裝和軟質包裝薄膜以及泡沫 塑料緩沖材料等。 2. 4聚偏二氯乙烯(PVDC) 主要用于制作復合薄膜和涂布材料等。 2. 5聚苯乙烯（PS） 廣泛用于制造包裝盒、杯、瓶等小型容器以及包裝薄膜，用于食品、醫(yī)藥品以 及日用品的包裝。 2.6聚酰胺、聚酯 聚酰胺（PA）商品名為尼龍，常以薄膜的形式用于食品包裝；聚酯（PET或PET

4、P） 主要用于制作薄膜和容器。 27聚碳酸酯、聚氨酯 聚碳酸酯（PC）主要用于食品包裝；聚氨酯（PU）主要用于制作泡沫塑料、涂料、 粘合劑、彈性體等。 二. 我所選擇的材料分析 1 銅版紙與雙膠紙 1.1銅版紙 銅版紙是印刷廠主要使用的紙張之一，銅版紙是俗稱，正式名稱應該是印刷涂料 紙。供銅版印刷用的一種涂料加工紙，有平板紙和卷筒紙。銅版原紙用漂白化學木漿 或配以部分漂白化學草漿在造紙機上抄造而成。以原紙為紙基，將口色顏料（也稱白 土，如高嶺土、滑石粉、二氧化鈦等）、膠黏劑（聚乙烯醇、改性淀粉、合成膠乳等）， 以及其他輔料（如光澤劑、硬化劑、塑化劑、分散劑、潤濕劑、乳白劑、熒光增白劑、 調(diào)色劑

5、等），在涂布機上進行均勻涂布加工，并經(jīng)干燥和超級壓光而制成。用于高級 美術印刷、掛歷、畫冊、彩 色插圖、書刊封面和廣告商標等。 1.2雙膠紙 雙膠紙：雙膠紙是指卬刷用紙，也叫膠版紙（膠版印刷紙WOODFREE OFF SET PRINTING PAPER） , IH稱道令紙/道林紙，屬于文化紙（或文化印刷紙）大類。由富邦紙業(yè)編 輯。雙膠紙是指在造紙過程中把膠料涂敷在紙的兩面以改善其表面物 性的紙，主要 供平版（膠印）印刷機或其他印刷機印刷較高級彩色印刷品時使用，適于印制單色或 多色的書刊封面、正文、插頁、畫報、地圖、宣傳畫、彩色商標和各種包裝品。一般 雙膠紙的定量在60克到120克之間，也有如

6、150克、180克、300g的高克重雙膠紙。 不但有米黃色、象牙口色，還有彩色雙膠紙。 2. FE塑料包裝材料 2. 1 PE塑料薄膜 生產(chǎn)工藝：主要有高壓管式法和釜式法兩種。從H前發(fā)展狀況看，為降低反應溫度和 壓力，管式法工藝普遍釆用低溫高活性引劑引發(fā)聚合體系，以高純 度乙烯為主要原 料，以丙烯/丙烷等為密度調(diào)整劑，使用高活性引發(fā)劑在約200 C330 C、150- 300MPa條件下進行聚合反應。PE是非極性高分子聚合物，所以它對水蒸氣的透過率 低，應該具有很好的防潮性，但是對氣體和有機蒸氣的透過率較大，所以氣密性可能 不好；在聚乙烯的分子中既無雙鍵，也無活性基團和雜原子，所以PE的化學性

7、質穩(wěn) 定；因其強度和耐熱性不高，所以具有優(yōu)良的 熱粘合性和熱封性能；PE的耐環(huán)境應 力開裂性差，所以其撕裂強度不是很大。 2. 2 PE塑料片材 具有韌性高，抗拉，耐磨性能好等特點，所以估訂淇抗彎強度比較大，而硬度不 是很大。 三. 實驗數(shù)據(jù) 1.紙包裝材料 1.1紙張厚度與定量試驗數(shù)據(jù) 表1T 才料 單位 銅版紙 雙膠紙 厚度(mm) 0. 166 0. 157 緊度(g/cm3) 1. 19 0. 90 定量(g/m2 ) 198. 01 141.47 結論：銅版紙的厚度約為0. 166mm,緊度約為1. 19g/cm定量約為198. 01 g/m*雙膠 紙的厚度約為0. 157mm,緊度

8、約為0. 90 g/E,定量約為141.47 g/m2；銅版紙的厚 度、定量均大于雙膠紙，代表銅版紙的強韌性比雙膠紙好。銅版紙緊度大于雙 膠紙 表示銅版紙的印刷性能要強于雙膠紙。 12紙張耐折度、挺度抗張與拉伸強度撕裂度環(huán)壓強度試驗數(shù)據(jù) 表1-2 性能 銅版紙 雙膠紙 縱向受力 橫向受力 縱向受力 橫向受力 抗張強度(KN/m) 7. 57 4. 65 6. 35 3. 44 伸長率 3.3% 7. 8% 2. 1% 4. 3% 耐折強度(次數(shù)) 30 24 17 16 撕裂力(mN) 62. 5 81. 5 68 72 撕裂強度(kN/m ) 0. 475 0. 376 0. 46 0. 4

9、3 環(huán)壓強度(KN/m) 1. 15 1.03 0. 88 0. 685 環(huán)壓強度指數(shù)(N m/g) 5.81 5. 20 6. 22 4. 70 挺度銅版紙 縱向 3. 25 橫向 1. 98 (N mm)雙膠紙 縱向 2. 78 橫向 2. 60 結論：紙張縱向受力時抗張強度大于橫向受力時的抗張強度，說明縱向纖維結合力 更強一些，但伸長率縱向沒有橫向的大； 銅版紙的耐折強度比雙膠紙好，對同一種材質的縱向耐折度要比橫向稍好一些；紙 張的撕裂強度縱向比橫向大； 雙膠紙挺度要比銅版紙小，對同一種材質的縱向挺度大于其橫向挺度； 雙膠紙的縱向環(huán)壓指數(shù)最高，即抗平壓能力最強，雙膠紙的要強于銅版紙，同一

10、材 質的縱向環(huán)壓強度大于橫向環(huán)壓強度。 13紙張耐破度試驗數(shù)據(jù) 表1-3 料 單位 銅版紙 雙膠紙 耐破度 (Kpa m2/g) 1. 75 1.67 結論：雙膠紙的耐破指數(shù)小于銅版紙。 2.塑料包裝材料 2. 1 PE的厚度、硬度、霧度、透光率試驗數(shù)據(jù) 表2-1 材料飛 厚度(mm) PS片材硬度 (HRL) 透光率 PE薄膜 0. 053 74. 17 17. 52% 90. 87% 結論：PE材料的厚度約為0. 053mm； PS片狀材料的硬度約為74. 17HRL： PE材料的霧度約為17. 52%； PE材料的透光率約為90. 87%,其透光率越高，霧度越低。 2.2 PE的耐磨性、

11、撕裂強度、熱封強度的實驗數(shù)據(jù) 表2-2 性能 耐磨性 透氣性 材 動摩擦因數(shù) 靜摩擦因數(shù) 透氣量 透氣系數(shù) (cm3 / m2 Pa) (cm3 cm/ cm2 s Pa) 垂直 平行 垂直 平行 結論：PE材料的耐磨性不是很好；而且兩試樣垂直放置時的摩擦因素比平行放置時 要 大 PE 材料的 透氣 性比 較 高。 23 P E 的撕裂 強度、 表2 - 3 熱封強 度試 驗數(shù)據(jù) PE 薄膜 0. 1695 0. 1865 0. 20750. 210521461. X10-6131.6X10 材料性質 撕裂強度 橫向受力(KN/m) 縱向受力(KN/m) PE薄膜 195. 67 115. 2

12、3 表2-4 熱封強度 上控溫度98 C 下控溫度100 c 縱向受力 B(N/15mm) &285 橫向受力 B(N/15m) 8. 400 上控溫度100 C 下控溫度102 C 縱向受力 B(N/15nm) 9. 042 橫向受力 B(N/15nm) 10. 156 上控溫度102 C 下控溫度104 C 縱向受力 B(N/15nm) 9. 040 橫向受力 B(N/15nm) 11. 300 PE薄膜 0.1695 0. 1865 0.2075 0. 2105 21461. X10-6 131.6X10 15 結論：PE材料的撕裂度實驗值與理論值相差很小，在允許誤差范圍內(nèi)，PE材料縱

13、向受力撕裂強度小于橫向受力時撕裂強度。縱向受力熱封強度小于橫向受力時熱封 強度，且在一定范圉內(nèi)，隨溫度的上升熱封強度呈增大趨勢。 2. 4 PE塑料片材的抗彎強度試驗數(shù)據(jù) 表2 5 彎 最大力 最大點 最大點 彈性模 點負荷 應力 變形 量(Mpa) 材料 (KN) (Mpa) (mm) PE片材 0. 127 44. 63 7 J 6 743. 1 & 結論：撓度為7.16mm, PE片材所能承受的最大彎曲應力為44. 63Mp&,彈性模 量為 743. 18Mpae 四、試驗分析結論 1銅版紙與雙膠紙的實驗對比 從實驗數(shù)據(jù)中我們可以把雙膠紙與銅版紙比較后得到雙膠紙具有的優(yōu)點是，平 壓強度高

14、，適合于做印刷用紙。而銅版紙紙面平整，沒有斑點和條痕等紙病，光滑 度更好，摸上去手感更佳，適合于卬刷精美畫冊、圖書、海報、日歷等對紙 張表面 性能要求高的產(chǎn)品，這與我們先前的預測也是一致的。 3. 塑料薄膜（PE） 通過以上的數(shù)據(jù)結論，我們可以發(fā)現(xiàn)塑料薄膜PE的一些基本性能，其透明性不 高，熱封性優(yōu)良，因其耐熱性較差，者是其最大的優(yōu)點。我們也可知道它是一種低密 度聚乙烯，因為高密度聚乙烯的耐熱性要好一些?？蓮V泛用于透明低溫冷凍包裝制品 的生產(chǎn)；硬度不大，沒有聚丙烯高，其透明性也沒有聚丙烯高，因為聚丙烯中含一個 小基，使得分子間的間隙較大，薄膜的致密性就差一些。相對于其他熱塑性塑料，其 拉伸強度

15、相對低，韌性相對好，撕裂強度較低。在常溫下易發(fā)生光氧化作丿IJ,耐熱性 能不好，熔點低可作熱封材料。PE為非極性的，水為極性的，氣體為非極性的，所 以PE的阻水性好而阻氣性差。而PE塑料片材 的抗彎強度不是很大，硬度也不是很 大。 通過實驗，我證明了自己開始對PE的一些性能預測是正確的。 五、實驗總結 這次實驗在以詢學習的有關紙張和塑料的基本性能的基礎上讓我更加深刻的了 解了紙包裝材料的厚度、緊度、定量、耐折度、撕裂度、抗張強度、環(huán)圧強度、挺度、 耐破度等性能。從這些指標中我們了解到紙的一些包裝用途， 對于塑料包裝材料，我們也通過實驗了解了 PE塑料薄膜的厚度、耐磨性、抗 沖擊強度、透氣性等性能，我們發(fā)現(xiàn)PE塑料薄膜具有撕裂度強，質輕，延展性 好，透氣性高，易于氧氣等氣體透過等特性，它一般可以生產(chǎn)各種日用品，如 奶 瓶、皂盒、玩具、杯子、塑料花等，還能做成各種各樣的塑料袋。 通過實驗，我對紙包裝材料以及塑料包裝材料有了進一步的了解，對銅版紙 以 及雙膠紙的一些基本性能和適用范圉有了更深刻的理解，對PE塑料包裝材料 的一 些優(yōu)缺點也有了更好的認識，為學習包裝材料學