《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》
第二篇 包装技术与工艺
第七章 防震包装技术
第二节 常用防震包装的材料及其性能要求
三、几种主要的防震材料
(一)泡沫塑料泡沫塑料可定义为具有细孔海绵状结构的发泡树脂材料。通常是将气体导入并分散在液体树脂中,随后将发泡的材料固化。
泡沫塑料有多种,如聚乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚丙烯泡沫塑料等热塑性树脂泡沫塑料,又如各种热固性酚醛树脂、尿醛树脂、环氧树脂制成的泡沫塑料。
泡沫塑料的性能决定于本身材质和发泡程度及泡沫性质。泡沫性质取决于气泡结构,气泡结构分为两种,其一是独立气泡,一个个气泡各成薄壁独立状;其二是连通气泡,各气泡相互连通成一体。
一般塑料发泡体的气泡直径平均为50~500μm,气泡膜厚度在1~10μm之间,在1cm3的泡沫塑料中有800~80000万个气泡。热塑性塑料发泡,往往使用各种发泡剂,发泡剂不同,用量不同,会得到不同发泡倍率和不同气泡结构。表2-7-9所示为几种主要泡沫塑料的性质比较。
泡沫塑料的发泡方法主要有两种,即化学发泡法和物理发泡法。化学发泡方法是采用化学发泡剂发泡的方法。化学发泡剂在热的作用下会分解产生一种或几种气体,聚合物借此气体发泡。大部分热塑性泡沫塑料都可使用化学发泡剂,它是最重要的泡沫塑料发泡剂,如偶氮化合物、亚硝基化合物、肼类和酰肼类等有肌物化学发泡剂以及碳酸氢钠、碳酸胺等无机化学发泡剂。物理发泡法则包括惰性气体发泡法(如N2、CO2等)、低沸点液体发泡法、机械搅拌法三种。强烈搅拌聚合物的溶液、乳液或悬浮液,使之产生泡沫,然后经胶凝和固化便得到泡沫塑料。
表2-7-9 几种主要泡沫塑料性质比较
性质\塑料名 |
聚乙烯 |
软聚氨酯 |
聚苯乙烯 |
软质聚氯乙烯 |
密度(g/cm3) |
0.4~0.03 |
0.06~0.02 |
0.03~0.16 |
0.10~0.05 |
气 泡 |
独立 |
连续 |
独立 |
独立 |
机械强度 |
强 |
弱 |
脆 |
较强 |
吸水性 |
极少 |
吸水 |
较少 |
较少 |
最高使用温度(℃) |
85 |
120 |
80 |
60 |
耐药品性 |
极好 |
好 |
差 |
差 |
耐燃性 |
可燃 |
可燃(有毒气) |
可燃(有毒气) |
自熄(有毒气) |
柔软性 |
较硬 |
软 |
硬 |
较软 |
耐候性 |
好 |
差 |
差 |
差 |
冲击特性 |
好 |
不好 |
不好 |
较好 |
(二)气垫薄膜
气垫薄膜是另一种类型的合成缓冲材料。在两层塑料薄膜之间采用特殊的方法封入空气,使薄膜之间连续均匀地形成气泡。气泡有圆形、半圆形、钟罩形等形状。两层薄膜中,制成凸起气泡的一层较薄,另一片基层较厚,呈平板状结构。一般地,基层比成泡层厚一倍左右。根据缓冲要求不同,也可制成三层的气垫薄膜,它的缓冲效果比两层更佳。
这种气垫薄膜,由于封入了大量的空气,比重极小,一般在0.008~0.03g/cm3之间,这种膜也可以着色及印刷。
制造气垫薄膜,最好采用挤出复合法,也可以采用吹塑复合法。
挤出复合是用挤出机生产气垫薄膜的方法。在一个挤出机内同时挤山两片膜,这两片膜可以各自调整其厚度。其中一片膜在真空辊筒上成泡,例如在长550mm的辊筒上打三千多个直径10mm的小孔,在辊筒内抽真空,在此片上就形成了凸起的泡,此片膜称为泡膜,泡膜与另一片在出模口呈熔融状态的基膜趁热复合,经牵引、卷曲即制成气垫膜成品。如果再复合一层,即得到三层气垫膜产品。
吹膜复合法是先吹出薄膜,由于用了压缩空气,所以薄膜温度下降,因此必须再加热才能成型并复合。采用吹塑成型法时,由于温度冷热变化较大,必须严格控制温度及其他工艺条件,否则会使泡与泡之间易串通或不易成型。
在气垫薄膜中封入大量的空气,使得它能有效地吸收冲击能量,并且有良好的弹性和隔热性,气垫薄膜不吸潮,耐腐蚀,并且不腐蚀被包装物,加工性好,能热封,可以制成袋套、垫、筒等各种形状的缓冲材料容器,广泛用于仪表、仪器、工艺品等产品的包装。气垫薄膜是目前唯一的透明的缓冲包装材料,因此常用于销售包装。
气垫薄膜不适合于包装重量较大、负荷集中及形状尖锐的产品,否则压破或刺破气泡会使其失去缓冲作用。
(三)兽毛填充橡胶防震材料
把猪毛、马毛、合成纤维等用天然橡胶作为弹性粘合剂将其粘合,制成防震胶垫,即兽毛填充橡胶防震材料。由于组成的纤维和粘合剂都具有弹性,制造时又使其具有很大的空隙率,所以吸收冲击能量能力很强。
这种防震材料根据其密度不同,可以制成从超软质到超硬质范围内的各种品种,并有纵横方向的区别,比重在0.043~0.1g/cm3之间。
这种防震材料适合于包装仪器仪表和精密机械时采用,也可作为军用包装的防震材料。根据内装物的重量、脆硬程度和接触面积等条件选择不同品种的防震胶垫。
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