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塑料膜結(jié)合性檢測

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發(fā)布時間：2025-08-03 20:27:53 更新時間：2025-08-02 20:27:53

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

塑料膜結(jié)合性檢測：保障材料性能與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵

塑料膜，尤其是復(fù)合塑料膜（如PE/PP復(fù)合、PET/AL/PE復(fù)合等），因其優(yōu)異的阻隔性、機(jī)械性能、印刷適性及加工適應(yīng)性，被廣泛應(yīng)用于食品包裝、醫(yī)藥包裝、工業(yè)保護(hù)、農(nóng)業(yè)覆蓋等多個領(lǐng)域。多層復(fù)合膜的性能核心在于各層材料之間牢固、均勻的結(jié)合強(qiáng)度。這種層與層之間的粘合性能，即“結(jié)合性”或“剝離強(qiáng)度”，直接決定了最終產(chǎn)品的完整性、阻隔效果、耐用性以及使用安全性。一旦結(jié)合性不佳，容易出現(xiàn)分層、脫層、漏氣、滲漏等問題，輕則影響產(chǎn)品外觀和保質(zhì)期，重則導(dǎo)致內(nèi)容物污染變質(zhì)，甚至引發(fā)安全事故。因此，對塑料膜的層間結(jié)合性能進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確的檢測與評估，是原材料質(zhì)量控制、生產(chǎn)工藝優(yōu)化及最終產(chǎn)品性能驗(yàn)證中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

檢測項目

塑料膜結(jié)合性檢測的核心項目是測量其層間剝離強(qiáng)度。具體而言：

1. 剝離強(qiáng)度 (Peel Strength)： 這是最主要的檢測項目。它指將復(fù)合膜中相鄰兩層（或指定的層）沿界面分離時所需的力（通常單位為牛頓/厘米 N/cm 或牛頓/毫米 N/mm）。剝離強(qiáng)度反映了材料層間粘合力的強(qiáng)弱。

2. 剝離曲線分析： 在剝離過程中，儀器記錄的力-位移曲線（剝離曲線）也是重要的分析內(nèi)容。曲線的形狀（如是否平穩(wěn)、有無波動、有無峰谷）可以反映粘合的均勻性、是否存在局部弱結(jié)合點(diǎn)或界面污染等情況。

3. 熱封強(qiáng)度 (Heat Seal Strength) - 相關(guān)項目： 雖然熱封強(qiáng)度主要評價膜自身或膜與膜之間的熱封合強(qiáng)度，但其測試原理和方法與剝離強(qiáng)度相似，常使用相同儀器，并且熱封質(zhì)量本身也受膜層結(jié)合性的影響，因此在評價包裝膜整體性能時通常一并考慮。

檢測儀器

進(jìn)行塑料膜剝離強(qiáng)度測試的核心儀器是：

1. 電子萬能材料試驗(yàn)機(jī) (Universal Testing Machine, UTM)： * 組成： 主要由機(jī)架（提供加載框架）、精密伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)（驅(qū)動移動橫梁）、高精度力值傳感器（測量施加的力）、位移傳感器（測量試樣變形或夾具位移）以及控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（計算機(jī)和軟件）組成。 * 功能： 能夠按照設(shè)定的速度（橫梁移動速度）平穩(wěn)地對試樣施加拉伸、壓縮、彎曲、剪切或剝離載荷，并實(shí)時記錄力值和位移數(shù)據(jù)。 * 精度要求： 力值精度通常要求達(dá)到±0.5%或更高，位移精度要求±0.5%或更高。夾具是試驗(yàn)機(jī)的重要組成部分，剝離試驗(yàn)需要專門的剝離夾具（常用180°剝離夾具或90°剝離夾具）。 * 主要制造商： Instron (英斯特朗), MTS, Zwick/Roell (茲韋克), Shimadzu (島津), Tinius Olsen (天氏歐森) 等。

檢測方法

塑料膜層間剝離強(qiáng)度檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法主要是基于特定角度的剝離測試：

1. 180°剝離試驗(yàn) (180 Degree Peel Test - 最常用)： * 原理： 將復(fù)合膜試樣一端未粘合的兩層（或指定兩層）分別夾持在試驗(yàn)機(jī)的上下夾具上，使未粘合部分形成180°的剝離角。 * 過程： 試驗(yàn)機(jī)以恒定速度（通常為100mm/min、200mm/min或300mm/min，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定）移動其中一個夾具，使兩層材料以180°的角度進(jìn)行剝離分離。 * 結(jié)果： 試驗(yàn)機(jī)記錄整個剝離過程中的力值變化，軟件計算并報告平均剝離強(qiáng)度（通常取剝離曲線中相對平穩(wěn)段的力值平均值）和最大/最小值。剝離曲線也被記錄下來用于分析。

2. 90°剝離試驗(yàn) (90 Degree Peel Test)： * 原理與過程： 與180°剝離類似，但剝離角為90°。這種方法有時用于特定要求或較硬的基材膜。 * 區(qū)別： 90°剝離測試中，剝離角度更小，材料彎曲程度不同，得到的數(shù)據(jù)與180°剝離會有差異，兩者結(jié)果不能直接比較。

通用步驟： * 試樣制備： 按標(biāo)準(zhǔn)要求裁切規(guī)定寬度（通常15mm或25mm）和長度（>150mm）的條狀試樣。在試樣一端手工或借助工具（如刀片、預(yù)剝離機(jī)）小心地剝離出約20-50mm長的起始分離端。 * 裝夾： 將分離的兩層分別牢固夾持在剝離夾具的上下夾頭中，確保剝離起始線對準(zhǔn)夾具中心線，剝離角度（180°或90°）準(zhǔn)確。 * 設(shè)置參數(shù)： 在試驗(yàn)機(jī)軟件中設(shè)置測試標(biāo)準(zhǔn)、試樣寬度、試驗(yàn)速度、數(shù)據(jù)采集頻率等。 * 運(yùn)行測試： 啟動試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行剝離。 * 結(jié)果計算與分析： 軟件自動計算并報告結(jié)果（平均剝離力、最大/最小剝離力等），觀察剝離曲線形態(tài)。通常要求至少測試5個有效試樣，報告平均值。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

塑料膜結(jié)合性（剝離強(qiáng)度）檢測遵循一系列國際、國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保測試結(jié)果的可比性和可靠性。常用標(biāo)準(zhǔn)包括：

1. ASTM D903 - 98(2017)： 《Standard Test Method for Peel or Stripping Strength of Adhesive Bonds》 - 這是粘合劑剝離測試的經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)，常被借鑒用于塑料膜層間剝離測試，尤其規(guī)定了180°剝離方法。

2. ASTM F904 - 16： 《Standard Test Method for Comparison of Bond Strength or Ply Adhesion of Similar Laminates Made from Flexible Materials》 - 專門針對柔性材料（包括塑料膜）層合板粘合強(qiáng)度的比較測試方法。

3. GB/T 8808 - 1988： 《軟質(zhì)復(fù)合塑料材料剝離試驗(yàn)方法》 - 中國國家標(biāo)準(zhǔn)，是塑料軟包裝行業(yè)最常用的剝離強(qiáng)度測試標(biāo)準(zhǔn)。它規(guī)定了180°剝離方法，詳細(xì)說明了試樣制備、試驗(yàn)速度（300±50mm/min）、結(jié)果計算等。

4. ISO 8510-1： 《Adhesives — Peel test for a flexible-bonded-to-rigid test specimen assembly — Part 1: 90° peel》 - 適用于柔性材料粘合到剛性基材的90°剝離測試。

5. ISO 8510-2： 《Adhesives — Peel test for a flexible-bonded-to-rigid test specimen assembly — Part 2: 180° peel》 - 適用于柔性材料粘合到剛性基材的180°剝離測試。

6. TAPPI T 549： 《Peel Adhesion of Pressure-Sensitive Label Stocks at 90° Peel Angle》 - 雖然主要用于壓敏標(biāo)簽，但其90°剝離方法有時也被參考用于某些薄膜。

選擇標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)： 具體采用哪個標(biāo)準(zhǔn)取決于客戶要求、產(chǎn)品規(guī)范、行業(yè)慣例以及材料的具體結(jié)構(gòu)（如是否涉及剛性基材）。GB/T 8808 和 ASTM F904 在塑料軟包裝薄膜檢測中應(yīng)用最為普遍。

總結(jié)： 塑料膜的結(jié)合性檢測，尤其是剝離強(qiáng)度測試，是一個標(biāo)準(zhǔn)化、定量化的過程。通過使用高精度的電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)，嚴(yán)格按照如GB/T 8808或ASTM F904等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法（主要是180°剝離）進(jìn)行操作，可以準(zhǔn)確評估復(fù)合膜層間粘合的牢固程度和均勻性。這項檢測對于控制原材料質(zhì)量、監(jiān)控生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性、確保最終產(chǎn)品滿足使用性能和安全性要求至關(guān)重要。