摘要：外力的穿刺作用是引起氣球破損的常見(jiàn)誘因，較高的抗穿刺性能是制作氣球用薄膜應(yīng)具有的基本性能之一。本文通過(guò)測(cè)試某種氣球用薄膜的抗穿刺力，介紹了該穿刺試驗(yàn)的原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過(guò)程等內(nèi)容，為氣球用薄膜抗穿刺性能的評(píng)價(jià)提供有效監(jiān)測(cè)手段。

關(guān)鍵詞：抗穿刺性能、抗穿刺力、穿刺強(qiáng)度、智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)、氣球用薄膜、氣球膜

1、意義

氣球用薄膜材料應(yīng)具有良好的柔韌性能及較高的拉伸性能，以保證氣球在充氣膨脹過(guò)程中不會(huì)發(fā)生破裂。除此之外，氣球在尖銳物體的穿刺作用下發(fā)生破裂的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，因此，氣球膜還應(yīng)具有較高的抗穿刺性能。另外，在氣體的膨脹產(chǎn)生的壓力作用下，薄膜厚度變薄，仍應(yīng)具有較高的穿刺強(qiáng)度，以提高氣球抵抗外力穿刺的能力。本文針對(duì)性的介紹了氣球用薄膜抗穿刺性能的測(cè)試方法。

圖1 常見(jiàn)氣球種類

2、試驗(yàn)樣品

本文以某種氣球用薄膜為試驗(yàn)樣品，測(cè)試其穿刺強(qiáng)度。

3、試驗(yàn)依據(jù)

目前國(guó)內(nèi)尚未發(fā)布專門(mén)針對(duì)薄膜材料抗穿刺性能的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，本次試驗(yàn)過(guò)程依據(jù)GB/T 10004-2008《包裝用塑料復(fù)合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》中有關(guān)穿刺強(qiáng)度的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本次試驗(yàn)采用智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)為試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，該設(shè)備由濟(jì)南恒品機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

4.1 試驗(yàn)原理

穿刺強(qiáng)度以穿刺針穿透試樣過(guò)程中的最大力值表示。將穿刺針裝夾在設(shè)備可自由移動(dòng)的上夾具中（該夾具中配置有力值傳感器與位移傳感器），試樣裝夾設(shè)備被固定在下夾具中，上夾具帶動(dòng)穿刺針移動(dòng)并刺穿試樣，力值傳感器與位移傳感器實(shí)時(shí)記錄穿刺過(guò)程中的力值與位移變化，并顯示力值對(duì)位移變化的曲線圖。

智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)

4.2 設(shè)備參數(shù)

有50 N、500 N兩種力值規(guī)格可供選擇，測(cè)試精度優(yōu)于0.5級(jí)，有效保證了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性；支持拉、壓雙向試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，在兩種試驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，試?yàn)速度均可從50 mm/min、100 mm/min、150 mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七種模式中任意設(shè)定；采用氣動(dòng)夾樣，能夠有效防止試樣打滑；夾具的行程為950 mm；通過(guò)限位保護(hù)、過(guò)載保護(hù)以及自動(dòng)回位等智能配置，保護(hù)用戶的操作安全；配置了100余種不同的試樣夾具供用戶選擇，可滿足超過(guò)1000種材料的測(cè)試要求，并可根據(jù)測(cè)試材料的不同進(jìn)行定制。

4.3 適用范圍

(1) 適用于塑料薄膜、復(fù)合材料、軟質(zhì)包裝材料、塑料軟管、膠粘劑、膠粘帶、不干膠、醫(yī)用貼劑、離型紙、保護(hù)膜、組合蓋、金屬箔、隔膜、背板材料、無(wú)紡布、橡膠、紙張等產(chǎn)品的抗穿刺、剝離、拉伸、變形、撕裂、熱封、粘合、開(kāi)啟力、撕開(kāi)力、低速解卷力、剝開(kāi)力、拉拔力等性能的測(cè)試。

(2) 符合GB/T 10004、GB 8808、GB/T 1040.1、GB/T 1040.2、GB/T 1040.3、GB/T 1040.4、GB/T 1040.5、GB/T 4850、GB/T 12914、GB/T 2790、GB/T 2791、GB/T 2792、QB/T 2358、ISO 37、ASTM D 3330、ASTM F 904等將近30項(xiàng)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)。

5、試驗(yàn)過(guò)程

(1) 用取樣器從氣球用薄膜樣品表面裁取5片直徑為100 mm的試樣。

(2) 安裝好夾具及穿刺針，在設(shè)備的控制軟件上設(shè)置試樣名稱、試驗(yàn)速度等參數(shù)信息。

(3) 取一片試樣裝夾在夾具中，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，上夾具帶動(dòng)穿刺針刺穿試樣，設(shè)備實(shí)時(shí)顯示力值隨位移的變化情況，并在試驗(yàn)結(jié)束后顯示穿刺強(qiáng)度。

(4) 按照裝樣-試驗(yàn)的過(guò)程，測(cè)試其余4片試樣的穿刺強(qiáng)度。

6、試驗(yàn)結(jié)果

所測(cè)試5片試樣的結(jié)果值分別為16.113 N、16.341 N、15.987 N、16.016 N、16.159 N，氣球用薄膜樣品的穿刺強(qiáng)度取5片試樣測(cè)試結(jié)果的算術(shù)平均值，即為16.123 N。

7、結(jié)論

良好的抗穿刺性能可有效降低氣球的破損或漏氣率，也是考量薄膜材料能否用于制作氣球的重要因素。本文利用智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了氣球用薄膜樣品的穿刺強(qiáng)度，試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，設(shè)備易于操作，智能化程度高，試驗(yàn)結(jié)果的精度高，重復(fù)性好，可以真實(shí)的反映出所測(cè)試樣品的抗穿刺性能，且試驗(yàn)過(guò)程中設(shè)備自動(dòng)繪制的位移-力值曲線有助于薄膜抗穿刺性能研究與分析。濟(jì)南恒品機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測(cè)設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測(cè)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有設(shè)備涵蓋了軟塑包裝材料性能指標(biāo)的測(cè)試，本設(shè)備即為其中一款，該設(shè)備除了可用于穿刺強(qiáng)度的測(cè)試外，還可用于拉斷力、斷裂拉伸應(yīng)變、剝離強(qiáng)度、熱封強(qiáng)度、直角撕裂力等多項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試。