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食品包装袋气候环境试验的耐揉搓性能测试

食品包装袋是食品保质、安全的重要物理屏障,其耐揉搓性能直接决定了在运输、存储及消费环节的完整性——反复揉搓可能导致袋体破损、阻隔性下降,进而引发食品受潮、污染等问题。而气候环境(如温湿度变化、高低温循环)会加速材料疲劳,因此结合气候环境试验的耐揉搓性能测试,是保障包装袋质量与食品安全的关键环节。

耐揉搓性能对食品包装袋的核心意义

食品包装袋的耐揉搓性能是“物理防护功能”的核心体现。运输过程中,包装袋堆叠时的相互摩擦、搬运时的挤压揉搓,可能产生微小裂纹;消费者使用时,撕开前的反复揉搓(如捏碎膨化食品袋、展开生鲜袋),也可能造成破损。一旦袋体破损,外界微生物、水分或氧气会侵入,导致食品变质——比如膨化食品袋破洞会受潮变软,生鲜袋破损会漏汁污染其他食品,甚至引发食品安全隐患(如破损袋无法隔离污染物,不符合GB 4806.7-2016《食品接触用塑料材料及制品》要求)。

例如,冷藏鸡肉的PE包装袋若耐揉搓性差,从冷库到超市的运输中反复搬运,可能导致袋体破洞,鸡肉渗出的汁液会污染周边食品,同时鸡肉因接触空气加速氧化变质,直接影响食品安全性与货架期。

气候环境因素如何影响耐揉搓性能

气候环境通过改变材料的物理特性,间接降低耐揉搓性能。高温会使塑料分子链松弛、软化,抗撕裂强度下降——比如PET膜在60℃环境中放置24小时后,揉搓时更容易出现裂纹;低温会让塑料分子链变硬脆化,失去韧性——PE膜在-20℃下揉搓30次就可能断裂,而常温下可承受100次以上。

高湿度对纸塑复合膜或纸质包装袋的影响更显著:纸质纤维吸水后膨胀、强度下降,揉搓时易分层或撕裂;即使是全塑料膜,表面印刷油墨在高湿度下可能脱落,削弱膜的整体性。此外,温湿度循环(如从-18℃冷库到25℃常温)会让材料反复膨胀收缩,加速疲劳——冰淇淋包装袋经过3次循环后,耐揉搓次数会从50次降至20次以下。

耐揉搓性能测试的基础标准与设备

国内测试主要依据GB/T 21520-2008《包装材料 塑料薄膜和薄片 耐揉搓性测定》(双揉搓法),国际上参考ISO 7765-2:1988;食品复合膜需符合QB/T 1871-2013《软质复合塑料材料》中的耐揉搓要求。

测试设备核心包括两部分:

一、揉搓试验机(如DRK128型双揉搓试验机),需具备180°揉搓角度、精确计数功能。

二、气候环境试验箱(恒温恒湿箱、高低温试验箱),用于模拟目标环境(如40℃/80%RH、-10℃)。部分高端设备将两者集成,实现“环境模拟+揉搓测试”一体化操作。

测试前的样品预处理要求

样品预处理是确保结果准确的关键。首先,样品需在标准环境(23℃±2℃、50%RH±5%RH)中调节至少4小时,让材料温湿度平衡——若刚从仓库取出的PE膜直接测试,可能因表面湿度低而更脆,导致耐揉搓次数偏低。

若模拟特定环境(如冷链、热带运输),需提前预处理:模拟热带环境需将样品置于40℃/80%RH中24小时;模拟冷链需置于-18℃中2小时。此外,样品尺寸需为100mm×100mm,边缘平整无褶皱,避免揉搓时受力不均。

具体测试流程与操作要点

测试流程分四步:1、试样安装:将预处理后的样品固定在夹具上,用张力计控制张力(≤5N),确保均匀。

2、环境设置:若模拟气候环境,将试验机推入环境箱,待温度湿度稳定后开始。

3、参数设定:根据产品标准设揉搓次数(膨化袋50次、生鲜袋30次)、角度(180°);4、试验观察:完成次数后取出样品,检查裂纹、破损或分层,用卡尺测裂纹长度。

操作要点:环境箱波动需≤±2℃、±5%RH;若揉搓中出现破损,立即停止并记录“断裂次数”;复合膜需检查层间脱层(用胶带测试,能撕下表层则判定分层)。

测试结果的判定指标与解读

核心判定指标:1、破损率:10个样品中破损(裂纹≥2mm或穿孔)的占比,超过10%不合格。

2、裂纹尺寸:卡尺测最大长度,超过产品限值(如膨化袋≤1mm)不合格。

3、分层情况:复合膜层间分离面积占比超5%不合格。

4、阻隔性变化:揉搓后氧气透过率(OTR)增加超15%,说明阻隔性下降。

解读需结合用途:生鲜PE袋揉搓30次无漏液合格;膨化复合袋揉搓50次裂纹≤1mm、OTR增≤10%合格。若裂纹超2mm,直接判定不合格。

常见食品包装材料的耐揉搓差异

不同材料性能差异明显:PE膜韧性好,低温仍有柔性,耐揉搓性优,适合生鲜;PET膜硬度高、高温稳定,但低温易脆,耐揉搓不如PE;PET/PE复合膜结合两者优势,耐揉搓性最优,适合膨化食品;纸塑复合膜高湿度下易吸水,耐揉搓性差,适合干燥食品(如饼干)。

试验中需规避的误差来源

误差来源包括:预处理不充分(未平衡温湿度)、夹具张力不均(一边紧一边松)、计数错误(机器故障)、观察主观(裂纹测量不准)、环境箱校准失效(温度偏差大)。

规避方法:每月校准环境箱传感器、试验前检查试验机计数、用张力计控张力、卡尺测裂纹(精确0.1mm)、确保样品无划痕褶皱。

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