摘要：外力的穿刺作用是引起氣球破損的常見誘因，較高的抗穿刺性能是制作氣球用薄膜應具有的基本性能之一。本文通過測試某種氣球用薄膜的抗穿刺力，介紹了該穿刺試驗的原理、設備參數(shù)及適用范圍、試驗過程等內(nèi)容，為氣球用薄膜抗穿刺性能的評價提供有效監(jiān)測手段。

關鍵詞：抗穿刺性能、抗穿刺力、穿刺強度、智能電子拉力試驗機、氣球用薄膜、氣球膜

1、意義

氣球用薄膜材料應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程中不會發(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)象也時有發(fā)生，因此，氣球膜還應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，仍應具有較高的穿刺強度，以提高氣球抵抗外力穿刺的能力。本文針對性的介紹了氣球用薄膜抗穿刺性能的測試方法。

圖1 常見氣球種類

2、試驗樣品

本文以某種氣球用薄膜為試驗樣品，測試其穿刺強度。

3、試驗依據(jù)

目前國內(nèi)尚未發(fā)布專門針對薄膜材料抗穿刺性能的測試方法標準，本次試驗過程依據(jù)GB/T 10004-2008《包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合》中有關穿刺強度的相關規(guī)定進行。

4、試驗設備

本次試驗采用智能電子拉力試驗機為試驗設備進行試驗，該設備由濟南恒品機電技術有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

4.1 試驗原理

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

智能電子拉力試驗機

4.2 設備參數(shù)

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

4.3 適用范圍

(1) 適用于塑料薄膜、復合材料、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、保護膜、組合蓋、金屬箔、隔膜、背板材料、無紡布、橡膠、紙張等產(chǎn)品的抗穿刺、剝離、拉伸、變形、撕裂、熱封、粘合、開啟力、撕開力、低速解卷力、剝開力、拉拔力等性能的測試。

(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項國內(nèi)外標準。

5、試驗過程

(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，在設備的控制軟件上設置試樣名稱、試驗速度等參數(shù)信息。

(3) 取一片試樣裝夾在夾具中，點擊試驗選項，上夾具帶動穿刺針刺穿試樣，設備實時顯示力值隨位移的變化情況，并在試驗結(jié)束后顯示穿刺強度。

(4) 按照裝樣-試驗的過程，測試其余4片試樣的穿刺強度。

6、試驗結(jié)果

所測試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度取5片試樣測試結(jié)果的算術平均值，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機測試了氣球用薄膜樣品的穿刺強度，試驗過程簡單，設備易于操作，智能化程度高，試驗結(jié)果的精度高，重復性好，可以真實的反映出所測試樣品的抗穿刺性能，且試驗過程中設備自動繪制的位移-力值曲線有助于薄膜抗穿刺性能研究與分析。濟南恒品機電技術有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務的高新技術企業(yè)，現(xiàn)有設備涵蓋了軟塑包裝材料性能指標的測試，本設備即為其中一款，該設備除了可用于穿刺強度的測試外，還可用于拉斷力、斷裂拉伸應變、剝離強度、熱封強度、直角撕裂力等多項性能指標的測試。