礦泉水瓶料檢測

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1、礦泉水瓶了性能檢測 一.產品認知與相關資料檢索 1）礦泉水瓶料的種類有聚乙烯（PE），聚對苯二甲酸乙二酯（聚酯）（PET）等。通常礦泉水瓶用PVC或PET制造。其制作過程為先注塑成瓶胚，后加熱吹塑而成。配方特點。。。 2）礦泉水瓶盛裝的是飲用水，所以強調礦泉水瓶料的性能應用在常規(guī)條件下要求耐酸堿、無毒、穩(wěn)定、強度足夠安全使用。 3）礦泉水瓶料性能測試方法和標準，依據國家標準提供的方法和標準（具體需到圖書館查詢） 4）礦泉水瓶料性能測試的制樣方法（依據國家標準即可） 5)解讀沖擊脆化溫度測試方法，作出測試指導方案（根據國家標準或者書本上P177頁即） 二.礦泉水瓶料透光率和霧度

2、測試 1.礦泉水成型過程可分為四個階段： 1）型坯形成階段聚合物在擠出機中的輸送、熔融、混煉、泵出成型為型坯的形成階段。2)型坯下料階段型坯從模唇與模芯的間隙中擠出為下料階段。 3) 型坯預吹階段為避免型坯內表面的接觸、粘附，改善制品壁厚的均勻性，要對型坯進行預吹脹。4) 型坯高壓吹階段高壓吹脹型坯，使之貼緊模具型腔，實現產品塑性成型階段。 吹塑成型工藝條件的設定 2.工藝條件調整的目的是，在滿足產品最小壁厚要求的基礎上，產品壁厚盡可能均勻，產品件重盡可能小 ( 減少材料消耗 ) 。工藝參數設定的合理方法是，將經驗與數值分析技術結合?；具^程為， ①利用已建立的計算機模型，模擬

3、吹塑模具、下料型坯、夾料板等狀態(tài)； ②輸入各階段對型坯壁厚分布影響的參數； ③對得到的模擬結果進行分析，通過計算機模擬顯示哪些部位壁厚達不到要求，而哪些部位壁厚超厚； ④利用人工經驗，調整輸入的參數，重復①～③的過程，保證產品各部位在達到最小壁厚的前提下，盡可能減小產品各部位壁厚。 ⑤對多個工藝方案的結果分析、比較，最終確定優(yōu)化的工藝參數。拉伸吹塑又稱雙軸取向吹塑，是在聚合物的高彈狀態(tài)下通過機械方法軸向拉伸型坯、用壓縮空氣徑向吹脹 ( 拉伸 ) 型坯以成型包裝容器的方法。拉伸吹塑有一步法、二步法。 3.制品的后處理 塑料制品脫模后，常需要進行適當的后處理來改善制品的性能和

4、提高制品尺寸的穩(wěn)定性，主要包括退火和后處理。 （1）退后處理 由于塑料的塑化不均勻或在型腔內冷卻速度不等，這導致塑料制品內不均勻的結晶、取向和收縮，從而產生內應力，使制品力學性能下降、光學性能破壞、表面出現裂紋，甚至變形開裂，因此必須進行退火處理。方法是使制品在定溫的加熱液體介質或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時間，溫度應控制在高于制品使用溫度10--20℃或者低于塑料熱變形溫度10--20℃為宜，時間視制品厚度而定。退火處理的實質是松弛聚合物中凍結的分子鏈、消除內應力以及提高結晶度、穩(wěn)定結晶結構。 （2）調濕處理 有些塑料制品在高溫下與空氣接觸會氧化變色或容易吸收水分而膨脹。調濕處理就是使

5、制品在一定的溫度環(huán)境中預先吸收一定的水分，使制品尺寸穩(wěn)定下來，避免在使用過程中再發(fā)生更大的變化。 光學性能測試 4、透光率儀結構和測試原理 透光率儀根據測量原理分類： 　1）可見光透光率儀 　　適用于可見光全波長大范圍，，一般對透明或半透明材料測量，此種方法測量精度高。 　2）紫外線透光率儀。 　　適用于要擋紫外線的產品，太陽鏡等，應用小，標準不一 。 　3）霧度透光率。 　　霧度國際上叫法，以漫射的光通量與透過材料的光通量之比的百分率表示。 一束平行光束入射某介質（如透明塑料）時，由于物質光學性質的不均勻性；表面缺陷，內部組織的不均勻，氣泡和雜質存在等，光束就會改

6、變方向（擴散和偏折），產生的部分雜亂無章光線稱散射光。 　　在測試樣品的霧度和透光率過程中，必須計量入射光通量（T1），透射光通量（T2）、儀器散射光通量（T3），試樣的散射光通量（T4）。 測試儀器:積分球霧度計 軸心球體——球體內襯表面的白色涂層可作為反射標準。 球體可定軸在兩個位置，一個是光捕集器在光束內，另一個是光束完全落在球體內襯表 面。 4)透光率、霧度性的物理意義，影響測試結果的因素 因素：試樣的厚度越大，透光率越小，霧度越大；試樣的表面平整度，沾污等嚴重影響測試結果。 5)操作程序，數據處理方法 透光率：標準“c”光源一束平行光垂直照射、片材、板狀透明

7、或半透明材料時，透過材料的光通量T2與照射到透明材料入射光通量T1之比的百分率。 霧度: 用標準“c”光源的一束平行光垂直照射到透明或半透明薄膜、片材、板材上，由于材料內部和表面造成散射，使部分平行光偏離入射方向大于2.5的散射光通量Td與透過材料的光通量T2之比的百分率，即： 高分于材料透光率和霧度是利用霧度計或分光光度計測定入射光量，通過試樣的總透光量，儀器引起的光散射量以及儀器和試樣共同引起的光散射量，計算出通過試樣的總的透射率Tt、漫散透射率Td和霧度 (Td／T2) 當無入射光時，接受光通量為0，當無試樣時，入射光全部透過，接受的光通量為100，即為T1； 此時用光

8、陷井將平行光吸收掉，接受到的光通量為儀器的散射光通量T3； 然后放置試樣，儀器接受透過的光通量為T2； 此時若再將平行光用光陷阱吸收掉，則儀器接受到的光通量為試樣與儀器的散射光通量之和T4。 根據測得的T1、T2、T3、T4的值可計算透光率和霧度值。 霧度的計算公式為： 4.壓機稱為平板硫化機。其結構由主機、油泵、液壓控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電控制系統(tǒng)等組成。 平板硫化機工作原理：熱塑性片材在一定溫度下可以塑化成粘流態(tài)，將塑化好的塑料片材放置在板材模具中，施加一定溫度和壓力，就可以融為一起，冷卻后即成為板材。 平板硫化機工作過程：分為加料、閉模、排氣、固化、脫模和模具清理等，若制

9、品有嵌件需要在模壓時封入，則在加料前應將嵌件安放好。主要控制的工藝條件是壓力、模具溫度和模壓時間。 硫化機維護與保養(yǎng)： 　　1)硫化機存放環(huán)境應保持干燥、通風良好，避免因潮濕導致電器線路潮濕； 　　2)不要在雨天在室外使用硫化機，防止電控箱及加熱板進水； 　　3)如果工作環(huán)境潮濕、多水，在拆卸搬運硫化機時，應在地面用物品墊高，不要讓硫化機同水直接接觸； 　　4)如果在使用過程中，因操作不當導致加熱板進水，應首先聯系廠家進行維修。如果需要進行應急搶修，可將加熱板上蓋板打開，先將水倒出，然后將電控箱設置為手動操作，加溫到100℃，保持恒溫半個小時，將線路烘干，在在手動狀態(tài)下進行皮帶

10、膠接。同時應及時聯系生產廠家，進行線路的整體更換。 　　5)硫化機在較長時間內不需要使用的情況下，應每隔半個月對加熱板進行加熱（溫度設置在100℃），保持溫度半個小時左右。 　　6)每次使用結束后，應當將水壓板內的水放干凈，尤其是冬季，如果水不能放干凈，往往導致水壓板膠皮過早老化，水壓板使用壽命降低；正確的放水方式是，在硫化保溫結束后，硫化機未拆卸前進行。如果在機器拆卸后放水，有可能導致水壓板內的水無法徹底排出。 平板硫化機安全操作規(guī)程： 　　1)操作時穿戴好防護用品，不得使用濕手套。 　　2)硫化時先預熱平板，檢查平板層間有無雜物，其它部位是否正常。 - 　　3

11、)壓力表、溫度計要保持靈敏、有效，根據安全及工藝條件，嚴格掌握汽壓、油壓及硫化溫度。 　　4)裝入硫化模具時，手不得伸入平板間，以防燙手、擠傷，發(fā)現問題應停車處理。使用的模具要擺放平穩(wěn)，以防跌落砸傷。 　　5)操作完畢，切斷電源，關閉水、汔閥，將模具放回指定地方。 　　6)不用時，切斷電源，放下壓力，關閉油閥。 三.塑料 沖擊脆化溫度試驗方法 1.低溫催化溫度測試方法 意義：對非硬質塑料及其他彈性材料在低溫條件下的使用性能作比較性鑒定，可以測定不同塑料材料的脆性溫度和低溫性能的優(yōu)劣論，為能科學的研究材料及其制品的質量檢驗。 相關標準： GB/T 2918-1998塑料狀

12、態(tài)調節(jié)和試驗的標準環(huán)境(eqv ISO 291:1997) GB/T 11547- 塑料—耐液體化學藥品（包括水）性能測定方法 ASTM D746-07 塑料和彈性體沖擊脆化溫度試驗方法　 在規(guī)定試驗條件下，試樣破損率為50%時的溫度。 測試原理及處理方法：低溫脆化試驗機是測出在硫化橡膠和塑料的低溫環(huán)境中沖擊脆化溫度和沖擊脆化臨界溫度的試驗機。試驗片裝載夾具有只裝一組的單組型和可安裝四組的多組型。另外冷卻方式有干冰冷卻型和冷凍機冷卻型兩種形式。 TM-2120型具有4組試料夾具裝置，可以同時安裝20個試驗片。在只用改變刻度盤就可將在試料沒在冷凍機里的情況下可以進行測試，此機型為上島

13、制作所獨特設計（實用新案）的多組型。 多組型（TM-2120型）通過轉換卡盤托架底座可以連續(xù)的進行樣品測試，可以節(jié)省樣品放回原處時間，滿足很多樣品各自的測試標準。（專利證書：03-5883） 適用標準 JIS K6261 ISO812 （硫化橡膠低溫測試方法-低溫脆化沖擊試驗） JIS K7216 （塑料低溫脆化測試方法） JIS K6261、K7216、ASTM-D746、ISO-974 Sample size and shape 樣品尺寸及形狀 按照JIS K6261 ISO812 （硫化橡膠低溫測試方法-低溫脆化沖擊試驗） JIS K7216 （塑料低溫脆化測試方法）

14、 JIS K6261、K7216、ASTM-D746、ISO-974規(guī)定 2.結果表示 1）　圖解法 在概率圖紙上標出任一溫度下試驗溫度與對應破損百分數的點，并通過這些點畫出一條最理想的直線。線上與50%概率相交的點所指示的溫度即為脆化溫度。 2）　計算法 按式（1）計算材料的脆化溫度： …………………………………(1) 式中： T50—— 脆化溫度，單位為攝氏度（C）； Th —— 所有試樣全部破損時的溫度（用正確的代數符號），單位為攝氏度（C）； ΔT—— 兩次試驗間相同的適當溫度增量，單位為攝氏度（C）； S—— 每個溫度點破損百分率的總

15、和（從沒有發(fā)生斷裂現象的溫度開始下降直至包括Th）。 3.低溫沖擊脆化溫度測試儀器 　工作原理:將在夾具中呈懸臂梁固定的試樣浸沒于精確控溫的傳熱介質中，按規(guī)定時間進行狀態(tài)調節(jié)后，以規(guī)定速度單次擺動沖頭沖擊試樣。測試足夠多的試樣，用統(tǒng)計理論來計算脆化溫度。50%試樣破損時的溫度即為脆化溫度。 測試儀器及參數： 樣品卡盤 ：可以同時夾持5個樣品的夾具（TM-2120可以同時夾持20個樣品） 沖擊錘速度：1.4—2.4m/sec（可調） 數字顯示 0.00m/sec 沖擊錘頂部半徑范圍：1.60.1mm 低溫槽：不銹鋼制造（內部） 包含攪拌器 熱

16、介質：主要使用乙醇（非TM-2120機型） 溫度范圍：-70℃ ～ 20℃ 冷卻系統(tǒng)：雙重冷卻系統(tǒng) 或干冰制冷 溫度上升系統(tǒng)：1.5KW加熱器 溫度控制系統(tǒng)：REX-D100數字溫度控制器 樣品調節(jié)計時器：H5CR‐A數字式計時器 安全裝置：漏電電流斷路器，過熱保護器 4.低溫催化溫度測試儀器規(guī)范操作技術： 　1）預定一種材料的脆化溫度時，推薦在預期能達到50%破損率的溫度條件下進行試驗。在該溫度下至少用10個試樣進行試驗。如果試樣全部破損，把浴槽的溫度升高10C，用新試樣重新進行試驗；如果試樣全部不破損，把浴槽的溫度降低10C，用新試樣重新進行試驗；如果不知道大致的脆化

17、溫度，起始溫度可以任意選擇。 　2）試驗前準備浴槽，儀器調至起始溫度。如果用干冰冷卻浴槽，把適量的粉狀干冰置于絕熱的箱體中，然后慢慢加入導熱介質，直至液面與頂部保持30mm～50mm的高度。如果儀器配備了液氮或CO2冷卻系統(tǒng)和自動控溫裝置，應遵循儀器制造商提供的說明書準備和操作浴槽。 　3)將試樣緊固在夾具內，并將夾具固定在試驗機上 注： 夾具的夾持力過大時，可能對某些材料造成預應力，試驗時導致試樣過早破損。用扭矩扳手可控制試樣的夾持力，并且應對每一試樣施加相同的最小夾持力。推薦安裝試樣的扭矩為2.8Nm。 　4)將夾具降至傳熱介質中。如果使用干冰做冷卻劑，可以通過適時添加少量干冰來

18、保持恒溫。如果儀器配備的是液氮或CO2冷卻系統(tǒng)和自動控溫裝置，應遵循儀器制造商提供的設置和控溫方法。 　5)使用液體介質時，3min0.5min記錄溫度并對試樣做一次沖擊；用氣體介質時,20min0.5min記錄溫度并對試樣做一次沖擊。 　6)將夾具從試驗儀器中移開，并把每個試樣都從夾具中取出，逐個檢查試樣確定是否已破損。所謂破損即試樣徹底被分成兩段或更多部分，或者目測可見試樣上帶有裂痕。如果試樣沒有完全分離，可以沿著沖擊所造成的彎曲方向把試樣彎至90C，然后檢查彎曲部分的裂縫。記錄試樣破損數目和試驗溫度。 注： 試樣被彎曲時的溫度應高于試樣被沖擊時的溫度。 以2C或5C的溫度增量升高

19、或降低浴槽溫度，重復上述步驟，直到測出沒有試樣破損時的最低溫度和試樣全部破損時最高溫度。每次試驗都用新試樣。 注意事項： 1)儀器的后側離開墻壁應超過0.5米，以利通風。 2)冷浴中應注入無水酒精，酒精不能注入太多，以免溢出。 3)每次使用完后，酒精應抽掉，而且使用一段時間后應更換，以免影響制冷。 4)冷浴在降溫過程中，應升高沖錘，使沖錘離開工作介質，以免帶走冷量。 5)每次壓縮機經過劇烈振動后，應靜置2小時以上才可開機。 6)制冷機不允許頻繁啟動，關機后一般在10分鐘后才能再啟動 四.查熱分析儀（DSC）測量材料特征溫度 DSC概念：在程序控制溫度下，測量輸給物質和參比

20、物的功率差與溫度關系的一種技術。 基本原理：將有物相變化的樣品和在所測定溫度范圍內不發(fā)生相變且沒有任何熱效應產生的參比物，在相同的條件下進行等溫加熱或冷卻，當樣品發(fā)生相變時，在樣品和參比物之間就產生一個溫度差。放置于它們下面的一組差示熱電偶即產生溫差電勢UΔT，經差熱放大器放大后送入功率補償放大器，功率補償放大器自動調節(jié)補償加熱絲的電流，使樣品和參比物之間溫差趨于零，兩者溫度始終維持相同。此補償熱量即為樣品的熱效應，以電功率形式顯示于記錄儀上。 DSC曲線：縱坐標的啊表試樣放熱或吸熱速度、即熱流速度，單位是mJ/s，試樣放熱或吸熱的熱量為峰的面積，峰的面積是熱量的直接度量，也就是DSC直接

21、測量熱效應的熱量。 應用：（1）研究聚合物相的轉變，測定結晶溫度Tc、熔融溫度Tm、結晶度Xd等溫結晶動力學參數。2）測定玻璃化轉變溫度Tg。（3）研究聚合、固話、交聯、氧化、分解等反應，測定聚合物的玻璃轉變、熔融、結晶等行為。 影響因素： a、升溫速率：快速升溫使 DSC 峰形變大，特征溫度向高溫漂移，相鄰峰或失重臺階的分離能力下降；慢速升溫有利于相鄰峰或相鄰失重平臺的分離，DSC/DTA峰形較小 b、樣品的用量 ：樣品量小所測特征溫度較低，更“真實”，有利于氣體產物擴散，相鄰峰（平臺）分離能力增強，DSC 峰形也較?。粯悠妨看竽茉龃?DSC 檢測信號峰形加寬，峰值溫度向高溫漂移，峰

22、分離能力下降，樣品內溫度梯度較大，氣體產物擴散亦稍差。 c、制樣方式: 塊狀樣品：建議切成薄片或碎粒； 粉末樣品：使其在坩堝底部鋪平成一薄層,；堆積方式：一般建議堆積緊密，有利于樣品內部的熱傳導, 對于有大量氣體產物生成的反應，可適當疏松堆積d、實驗氣氛:: 氣流類別：動態(tài)氣氛，靜態(tài)氣氛，真空；從保護天平室與傳感器、防止分解物污染的角度，一般推薦使用動態(tài)吹掃氣氛；對于高分子TG測試，在某些場合使用真空氣氛，能夠降低小分子添加劑的沸點，達到分離失重臺階的目的；若需使用真空或靜態(tài)氣氛，須保證反應過程中的釋出氣體無危害性。 e、坩堝的選取：坩堝類型，Netzsch提供最為全面的坩堝類型，適應各種

23、不同的測試需要：常用坩堝：Al, Al2O3, PtRh；其它坩堝：PtRh+Al2O3, Steel, Cu, Graphite, ZrO2, Ag, Au, Quartz 等；壓力坩堝：中壓坩堝，高壓坩堝。 儀器維護：實驗室應盡量遠離振動源及大的用電設備，恒溫水浴的水溫調整為至少比室溫高出2～3℃；（1）儀器可一直處于開機狀態(tài)，盡量避免頻繁開機關機（2）恒溫水浴也可一直開著（3）熱重儀器的保護氣可常開，有利于保持天平室的干燥（4）儀器應至少提前1小時開機（5）恒溫水浴應至少提前測試3小時打開（6）盡量避免在儀器極限溫度附近進行恒溫操作（7）試驗完成后，必須等爐溫降到200C以下后才能

24、打開爐體。 爐體污染清理：清洗步驟：使用棉花棒蘸上酒精輕輕擦洗，然后使用大流量氧化性吹掃氣氛空燒至高溫，接著在日常使用溫度范圍內進行基線的驗證測試， 若基線正常無峰，傳感器一般仍可繼續(xù)使用。最后使用標樣In與Zn進行溫度與靈敏度的驗證測試，若溫度與熱焓較理論值發(fā)生了較大偏差，需要重新進行校正。 五.興趣拓展：食品材料其他性能 塑料瓶老化性能在應用中的意義：各種產品對其耐老化性能的要求在現實使用中有很重要的意義，因為產品的耐老化性能的好壞直接影響其使用壽命，而常見的老化主要有光照老化，濕熱老化，熱風老化。在戶外使用的產品常期經受風吹雨曬，所以它的耐候性老化性要求要高；如果產品使用在浴室

25、等潮濕溫度偏高的環(huán)境就要求耐濕熱老化性要好；如果產品使用在機器的散熱位置就要求耐熱風老化性好。 1）拉伸性能的測試方法 將試樣材料制成幾個平行啞鈴型試樣（試樣一般從平板膠片上用標準裁刀切取。）然后用電子拉力試驗機在適當的拉伸速率下測驗試樣的拉伸性能，觀察塑性拉伸曲線并記錄其拉伸強度。 啞鈴型試樣 電子拉力試驗機 塑性聚合物的典型拉伸曲線 2）彎曲性能測試方法 三點彎曲和四點彎曲 a.三點彎曲 試樣在最大彎矩處及其附近破壞，這種加載法由于

26、彎矩分布不均勻，某些部位的缺陷不易顯小出來，且存在剪力的影響，但由于加載方法簡單，目前在工廠的實驗室中最常用的還是此種方法 （三點彎曲） （四點彎曲） b.四點式加載法 是使彎矩均衡地分布在試樣上，試驗時試樣會在該長度上的任何薄弱處破壞，試樣的小間部分為純彎曲，且沒有剪力的影響 c.彎曲試樣的標準尺寸 試樣的標準尺寸為 長≥80mm；寬100.5mm；厚40.2mm. 也可從標準雙鏟形試樣的中間平行部分截取。 若不能獲得標準試樣，則長度必須為厚度的20倍 以上，并按要求選定試樣寬度. 試樣厚度<1mm時不作彎

27、曲試驗，厚度大于50mm的板材、應單面加工到50mm，且加工面朝上壓頭，這樣就會接近或消除其加工影響。 對于各向異性材料應沿縱橫方向分別取樣，使試樣的負荷方向與材料實際使用時所受彎曲負荷方向相一致。 彎曲試驗條件 應按要求調節(jié)試驗跨度和試驗速度。 ISO標準規(guī)定:跨度應為試樣厚度的15—17倍. 對于厚度較大的單向纖維增強材料試樣，須采用較大的跨厚比計算跨度，以避免因剪力使試樣分層 對于很薄的試樣，可采用較小的跨厚比計算的跨度，以便能在試驗機的能量范圍內進行測定。 試驗速度:對標準試樣為2.00.4mm／min，對非標準試樣應計算得出 d.彎曲強度的計算 試驗結果以每組5個試樣的算術平均值表示，取3位有效數字。試樣斷裂在試驗跨度3等分中間部分以外的應作廢，并另補試樣重做. 3. 耐熱性能測試方法。 實驗過程： 1）在標準試樣上劃好標線，在規(guī)定試驗溫度、濕度下進行狀態(tài)調節(jié)。精確測量其標線間距離。為初始長度。 2）將試樣放在規(guī)定的支撐體上，迅速放置在恒溫至規(guī)定值的烘箱內。開始計時。規(guī)定時間后，取出試樣，于初始狀態(tài)調節(jié)的環(huán)境中冷至室溫。精確測量標線間距離。為實驗后長度。 一、熱穩(wěn)定性結果表示 每個試樣以最大變化值計算結果，通常取三個試樣(薄膜取5個試樣)的算術平均值作為試驗結果，負值表示收縮，可以用絕對值表示。