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浸水后耐破指數(shù)檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-03 11:04:17 更新時(shí)間：2025-08-02 11:04:17

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

浸水后耐破指數(shù)檢測(cè)

在現(xiàn)代包裝工業(yè)和材料科學(xué)領(lǐng)域，尤其在紙制品、瓦楞紙板、紙張等包裝材料的應(yīng)用場(chǎng)景中，材料的濕強(qiáng)度性能至關(guān)重要。許多包裝材料在儲(chǔ)運(yùn)或使用過(guò)程中不可避免地會(huì)接觸到水分或處于高濕度環(huán)境，例如冷藏食品包裝、海運(yùn)包裝或戶外使用的紙袋等。材料在吸水后，其內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，機(jī)械強(qiáng)度通常會(huì)顯著下降，導(dǎo)致包裝失效風(fēng)險(xiǎn)增加。因此，“浸水后耐破指數(shù)”成為一個(gè)極其關(guān)鍵的物理性能指標(biāo)，它直接反映了材料在經(jīng)受水分浸漬后，抵抗局部垂直壓力直至破裂的能力，并折算成單位定量（克重）下的強(qiáng)度值（單位為kPa·m2/g）。該指標(biāo)對(duì)于評(píng)估包裝材料在潮濕條件下的實(shí)際保護(hù)性能、預(yù)測(cè)其使用壽命以及指導(dǎo)材料選型和生產(chǎn)工藝優(yōu)化具有重大意義。

檢測(cè)項(xiàng)目

本檢測(cè)的核心項(xiàng)目即為“浸水后耐破指數(shù)”。具體而言，它是指在嚴(yán)格控制的條件下，將規(guī)定尺寸的試樣完全浸入特定溫度的水中一段時(shí)間后，按照標(biāo)準(zhǔn)方法立即測(cè)定其耐破度，再除以該試樣的定量（單位面積質(zhì)量）所得的值。這個(gè)項(xiàng)目不僅關(guān)注最終的強(qiáng)度值，其檢測(cè)過(guò)程還隱含了對(duì)樣品浸水條件（時(shí)間、溫度）的嚴(yán)格控制要求。

檢測(cè)儀器

進(jìn)行浸水后耐破指數(shù)檢測(cè)需要精密的專用設(shè)備，主要包括：

1. 標(biāo)準(zhǔn)耐破度測(cè)定儀： 這是核心設(shè)備，必須具備恒定的加壓速率（通常為95±5 mL/min或170±15 mL/min，視標(biāo)準(zhǔn)而定）和足夠的量程精度。儀器關(guān)鍵部分是一個(gè)由彈性橡膠膜片覆蓋的、能均勻加壓的測(cè)試腔。儀器本身需要具備良好的防水性能或配備防水操作附件，因?yàn)闇y(cè)試需在樣品剛從水中取出后快速進(jìn)行。

2. 恒溫水浴槽： 用于在規(guī)定的溫度（通常為20±1°C或23±1°C）下浸泡樣品。水浴槽應(yīng)具備精確的溫度控制系統(tǒng)和足夠的容積，確保樣品能完全浸沒(méi)且水溫均勻穩(wěn)定。

3. 試樣裁切設(shè)備： 如切紙刀或?qū)Ｓ貌脴悠?，用于將樣品裁切成?biāo)準(zhǔn)尺寸（通常大于耐破度儀夾持區(qū)域）。

4. 計(jì)時(shí)器： 用于精確控制樣品的浸水時(shí)間。

5. 定量測(cè)定設(shè)備： 如精密天平（精度0.001g或更高）和面積測(cè)量工具，用于測(cè)定試樣的定量（克重）。

6. 吸水工具： 如吸水紙或橡膠輥，用于在樣品從水浴中取出后，快速、輕柔地吸除表面多余的水分（注意不得用力擠壓或摩擦樣品本身）。

檢測(cè)方法

浸水后耐破指數(shù)檢測(cè)遵循一套標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程，主要步驟如下：

1. 樣品制備： 將待測(cè)材料在標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕條件下（通常為溫度23±1°C，相對(duì)濕度50±2%）處理至平衡狀態(tài)。然后，在相同大氣條件下，裁取足夠數(shù)量的規(guī)定尺寸試樣（通常為圓形或方形，面積已知）。同時(shí)測(cè)量并記錄每張?jiān)嚇拥亩浚╣/m2）。

2. 浸水處理： 將恒溫水浴槽調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度（常用20°C或23°C，具體依據(jù)采用的標(biāo)準(zhǔn)）。將試樣完全浸入水中，確保無(wú)氣泡附著。同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時(shí)間（如1小時(shí)、2小時(shí)或特定時(shí)間）進(jìn)行浸泡。浸泡過(guò)程中應(yīng)避免擾動(dòng)試樣。

3. 測(cè)試前處理： 浸泡時(shí)間到達(dá)后，立即將試樣從水中取出。使用吸水紙或橡膠輥快速、輕柔地吸除試樣表面的明水。此操作需在極短時(shí)間內(nèi)完成（通常要求不超過(guò)2分鐘），且不能對(duì)試樣造成損傷或過(guò)度失水。

4. 耐破度測(cè)定： 將表面水吸除后的試樣迅速置于耐破度測(cè)定儀的夾持裝置上，確保試樣被均勻、牢固地夾緊（壓力通常不低于690 kPa）。啟動(dòng)儀器，以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的恒定速率對(duì)覆蓋在橡膠膜片上的試樣施加壓力，直至試樣破裂。記錄儀器顯示的最大耐破壓力值（單位：kPa）。每張?jiān)嚇觾H進(jìn)行一次測(cè)試。

5. 計(jì)算耐破指數(shù)： 對(duì)同一試樣或同組試樣進(jìn)行多次測(cè)試（通常至少10次有效測(cè)試）。首先計(jì)算平均耐破度（kPa），然后按以下公式計(jì)算浸水后耐破指數(shù)（kPa·m2/g）：
浸水后耐破指數(shù) = 平均耐破度 (kPa) / 定量 (g/m2)

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

浸水后耐破指數(shù)檢測(cè)必須嚴(yán)格遵循相關(guān)的國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性和可比性。常用標(biāo)準(zhǔn)包括：

1. GB/T 465.2 《紙和紙板浸水后耐破度的測(cè)定》： 這是中國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。它詳細(xì)規(guī)定了紙和紙板在浸水后耐破度的測(cè)定方法（耐破指數(shù)計(jì)算基于此結(jié)果除以定量）。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)浸水條件（溫度、時(shí)間）、樣品制備、測(cè)試程序、結(jié)果計(jì)算和報(bào)告內(nèi)容等都有明確規(guī)定。是境內(nèi)檢測(cè)最常依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。

2. ISO 3689 《Paper and board - Determination of bursting strength after immersion in water》： 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)。其核心內(nèi)容與GB/T 465.2高度一致，是全球范圍內(nèi)廣泛認(rèn)可的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)。

3. TAPPI T 807 pm 《Water immersion - Bursting strength of paper and paperboard》： 美國(guó)制漿造紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)方法，也是國(guó)際上常用的標(biāo)準(zhǔn)之一。

關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)要求統(tǒng)一：
* 浸水條件： 通常為20±1°C或23±1°C的蒸餾水或去離子水；浸水時(shí)間一般為1小時(shí)或2小時(shí)，具體按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。
* 測(cè)試速度： 耐破度儀加壓速率必須符合標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 465.2規(guī)定為95±5 mL/min，對(duì)應(yīng)低壓范圍；或170±15 mL/min，對(duì)應(yīng)高壓范圍）。
* 結(jié)果表示： 最終結(jié)果報(bào)告為浸水后耐破指數(shù)（kPa·m2/g），并注明浸水時(shí)間和溫度。同時(shí)報(bào)告測(cè)試次數(shù)、最大值、最小值、平均值和變異系數(shù)（或標(biāo)準(zhǔn)偏差）。

遵循這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，是確保“浸水后耐破指數(shù)”這一關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)在不同實(shí)驗(yàn)室、不同批次材料之間具有可比性的基礎(chǔ)，為材料評(píng)估、質(zhì)量控制和產(chǎn)品研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。