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《包装产品环境测试与评估》课程论文
复合软包装材料的测试与评估
姓
名：
吴雷
学
号：
202510304103
学
院：
机电工程学院
专
业：
包装工程
年
级：
2025 级
指导教师： 何祖顺
2025 年 4 月 18 日
I
摘要
包装的用途主要是保护商品，便利运用，促进消费，保护资源等方面。其用途广泛，按软硬程度可分为硬包装，半硬包装和软包装。近二十年来，复合软包装作为包装业的重要分支进展快速，其已成为零售商品最主要的包装形式。其中软包装中最典型的就是铝塑复合袋。铝塑复合袋适用于化工、食品、医药茶叶、高纯金属、电子元器件、周密仪器、大型器械以及国防尖端产品的真空包装或一般包装。本文主要阐述了复合软包装基材的特性和复合包装材料机械性能的测试方法，测试条件及其影响包装材料机械性能的因素。
关键词： 复合软包装；性能检测；机械性能；
目 录
摘要 I
一、 绪论 1
(一) 引言 1
(二) 国内外兴旺国家软包装进呈现状 2
(三) 本文主要论述的内容以及预备 6
论述内容 6
试验预备 6
二、 复合软包装材料的常用基材的特性 9
(一) 铝箔 10
(二) 聚乙烯薄膜 11
(三) 聚丙烯薄膜 11
(四) 聚酯薄膜 12
(五) 纸 13
(六) 尼龙 14
三、 复合软包装材料的性能测试 15
(一) 复合软包装材料的机械性能测试 15
拉伸性能的机理 15
冲击强度的测试 16
热封强度的测试 16
数据分析 20
(二) 物理性能 21
氧气透过率的检测 21
水蒸气透过率的检测 22
(三) 复合软包装材料其他性能测试 22
四、 结论 23
参考文献： 24
I
10
一、 绪论
(一) 引言
软包装是在充填或取出内装物后，容器外形可发生变化的包装。该容器一般用纸、纤维制品、塑料簿膜、铝箔、复合材料等材料制成。塑料软包装(或称软塑包装)是指用塑料薄膜或塑料复合材料进展的软包装。软包装具有质轻、松软、废料少、占有空间少、本钱低和本钱有效性高(单位重量包装的体积和重量)等优点，所以用途广泛。除了用于包装食品、医药和纺织品外，还可以用来包装玩具、日用品和小五金用品等。
复合软包装材料是指两层或两层以上不同的挠性材料，通过肯定技术组合而成的多层材料，所用复合基材有塑料、铝箔、纸、玻璃纸等。复合软包装材料属于软包装材料中的一类。复合软包装材料在食品包装、医药包装、化装品包装中应用极为广泛。复合软包装材料综合性能好，具有高强度、高阻隔性，耐凹凸温、包装操作适应性好、卫生安全、能够满足食品包装、化装品包装、医药包装等对材料的全方位要求。用于食品包装时，内层材料要求无毒、无味、耐油、耐化学性好，具有热封和粘合性。常用有 PE、CPP、EVA 等热塑性材料。外层材料要求光学性能好、印刷性好，具有较高的强度和刚性。常用的外层材料有 PET、PA、BOPO、铝箔及纸类等材料。复合的工艺方法大体有层合法、涂布法、共挤法、真空镀膜等。
软包装材料不同的用途，使用环境对其性能的要求是不同的，例如聚丙烯类薄膜由于其不耐低温不能应用在使用温度较低的环境，包装粉末状固体的产品热封层需要良好的抗污染性，盛装外形不规章的产品需要极好的耐穿刺性能，堆码的产品外包装需要较大的摩擦系数使其不简洁滑落，盛装易氧化及吸水的产品时需要包装具有较好的阻隔性能，盛装需要在高温环境中使用的产品需要具有耐高温蒸煮性。并不是各种性能都是越高越好，这样生产的本钱就会很高，可以依据其不同用途选择包装的材质，在肯定程度上即节约了本钱，又到达了使用者的要求。因此，在铝塑软包装材料的生产过程中，各种性能的测试是保证生产厂家及使用者利益的方法。
(二) 国内外兴旺国家软包装进呈现状
在世界塑料工业中，用量最大的是包装企业，一般占塑料总用量的 25%～70%。以塑料工业最兴旺的美国、日本和德国为例，%、%和 %(我国塑料包装占塑料消费比例的 25%左右)。塑料材料进展的方向是提高性能、降低本钱和有利于环保。随着塑料品种开发，加工技术和机械的改进，提高了材料和包装制品性能。既可降低材料消耗和本钱，又符合人们对环境的要求。据欧洲塑料生产厂家协会争论报告说明，近十年用于包装的塑料平均重量下降 28%，每年削减用量 180 万吨以上，节约了资源，其中的塑料包装薄膜最为有效，占节约的 70%以上。塑料软包装消费年均增长率过去和将来都高于其他包装方法，不仅比纸质包装增加快，而且也高于塑料硬包装。美国著名的商务通讯公司在《变化中的塑料软包装工业》专项报告中供给的数据为:世界塑料软包装市场总用量仅 2025 年达 631 万吨。从国际上看，尽管塑料包装材料始终经受环境问题的严峻挑战，但从近年来发表的数据看，塑料包装在包装工业中仍成为需求增长最快的材料之一。据美国 Freedonia 集团的统计分析和推测，美国包装领域中纸和塑料 1996～2025 年间平均增长率为 %，%，塑料为 %。依据日本《包装技术》统计资料，日本塑料包装材料销售量在各类包装总销售量中所占比例为 %，仍位于纸和纸板(%)之后居第 2 位，其余为金属 12%，玻璃为 %，木制品为 %，其它为 %。
21 世纪是环保世纪，环境问题日显重要，资源、能源更趋紧急，塑料包装材料将迎来的机遇，也将经受严峻的挑战，为适应时代的要求，塑料包装材料除要求能满足市场包装质量和效益等日益提高的要求外，还进一步要求其节约能源、节约资源，用后易回收利用或易被环境降解为技术开发的动身点。为此塑料包装材料正向高机能、多功能性、环保适应性、承受型原材料，工艺、设备及拓宽应用领域等方向进展。高机能，多功能性塑料包装材料成为很多国家热点开发的包装材料，并已有局部产品投入了工业生产。这类材料包括高阻隔性、多功能保鲜性，选择透气性、耐热性、无菌(抗菌)性以及防锈、除臭、外形记忆、能再封、易开封性等塑料包装材料，其中以高阻隔性多功能保鲜、无菌包装材料等进展更为快速，将成为 21 世纪初进展的重点。另外，当今已是信息化时代， 各种频率、波长的电磁波布满整个地球空间。这些电磁波对电子元件、电路板、计算机通讯设备等产生不同程度的干扰，造成数据失真，通讯紊乱。而电磁感应和摩擦产生的静电对电子元件、仪器、仪表因静电积存产生的高压放电将有破坏
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性，因此，开发防静电、导电的软塑包装材料，具有宽阔的进展前景。21 世纪初，随着世界经济的日益增长，高科技不断进展，产品日月异，人们生活更趋向便利，休闲，无论是日用品包装、食品包装、工业包装都有了更高的要求，另一方面随着环保呼声日烈，在满足包装功能的前提下，尽量削减垃圾的产生量， 从而呈现包装薄膜、容器、片材向轻量化、薄壁化进展趋势，其关键技术是乐观承受具有超韧性、能加工较薄、较易加工的型原料，如双峰高分子 HDPE、茂金属催化剂的聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯塑料合金等，给塑料包装供给了更多的原料选择。特别是聚乙烯、聚丙烯的开发，进一步提高了软包装构造的很多性能， 如韧度、透亮性、阻隔性、耐热性和抗穿刺性能等，并可降低热封温度、改进加工性、提高包装生产线速度等。聚乙烯食品包装膜的特点之一是可以掌握氧气、二氧化碳以及水蒸气的渗透率，可用于可控气调包装，大大延长食品的货架寿命， 主要用于超市色拉、胡萝卜片、椰菜花及肉类等半成品包装以及农产品保鲜袋、阻渗性收缩袋等。被喻为明日塑料之星的塑料共混物、塑料合金、无机材料填充增加的复合材料在 20 世纪进展的根底上，通过根底争论两方面共同努力，生产和加工技术将获得进一步提高和完善，产品性能改进和系列化、功能化方面也将取得更大的进展，对提高塑料包装质量，附加值和环保适应性以及开发产品将产生更大的影响。随着塑料包装产品质量的提高，功能性增加及品种的不断开发，其用途也进一步拓宽，特别是高阻塑料包装材料由食品包装为主逐步更多地拓宽到非食品包装领域，其中工业包装、医药包装、农副产品包装、建材包装、航海用品包装等都将会获得进一步进展。进入 21 世纪，世界经济大调整，连续深化及可持续进展战略的转变是世界产业变革的总背景，也是塑料工业环境变化的背景，塑料包装材料与传统包装材料比较，从产品整个生产同期评价分析，节约能量、节约资源、废弃物产生量削减、环境负荷也较轻，因此在 21 世纪初进展仍占据重要地位和发挥重要作用，但塑料包装材料相当一局部为一次性消费 品，用后在自然环境中较难降解，也不行无视。目前用量最大的是食品包装，约为 168 万吨。
总之，多姿多彩的塑料软包装以其优良的综合性能，不断取代其他包装，用途日益扩大，合理的价格和有利于环境而成为包装业中进展最快的制品，估量将来几年仍将保持良好的增长势头。
我国塑料包装材料经过 20 多年的进展，已形成肯定规模，在包装市场中占有重要地位，对国民经济的建设起了乐观作用。1980 年产量仅有 万吨，产
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值 30 亿元;2025 年产量到达 401 万吨，产值到达 680 亿元，占包装工业产值 2500 亿元中的 27%。行业装备水平不断提高，有的已经到达兴旺，涌现了一批产品、技术、材料，市场需求快速增长，应用广泛，快速进展， 平均年增长率为 12%，2025 年比 2025 年增长 %。复合包装基材抑制了长期进口双向拉伸薄膜的局面，现在每年出口薄膜在 30 万吨左右，创汇在 30 亿美元。塑料包装材料规模以上企业共有 8000 多家，其中薄膜制造业 2240 家，丝、绳编织制品 4300 家，泡沫塑料 500 家，包装箱及包装容器 679 家。
据统计，估量今年塑料原料增长 16%，塑料制品增长 %，出口交货值增加 12%。塑料包装材料产量估量到达 460 万吨，比去年 401 万吨增长 15%，其中双向拉伸薄膜、软塑复合塑料包装材料和包装容器(瓶、箱、桶)增幅较大，双向拉伸薄膜增长最快。
美国软包装协会的《2025 年行业状况报告》指出，软包装市场是价值 200 亿美元的行业，占包装市场总量 1140 亿美元的 17%，成为包装市场的其次大部门(而美国纸制品加工市场至今为止仍是最大的)。美国的另一份报告认为，美国软包装的市场前景格外宽阔。该报告指出了 2025 年，美国最具进展潜力的三大市场:一是颖农产品，目前已有一半农产品承受软包装:二是医药品;三是食品市场，宠物食品市场是其中一个亮点。
现在的绿色包装进展快速，由于它同时具备三个根本条件，即安全、卫生， 环境保护适应性与节约资源。近年来在塑料软包装领域，绿色包装有明显的进展， 主要表现在以下几个方面：
环境保护适应性好的生产工艺，特别是清洁生产，越来越受到业界欢送。在软包装生产中，清洁生产的工艺所占比例不断扩大。使用不产生三废物质的生产工艺，替代对环境影响较大的干法复合工艺。如承受无溶剂复合、共挤出复合、挤出复合等工艺，替代干法复合工艺，生产塑料软包装材料;利用真空蒸镀的方法，生产含镀铝层、含镀氧化铝层以及含镀氧化硅层的高阻隔性软包装复合基材， 削减铝材的用量等方面的开发争论工作，也取得了良好的进展；
环境保护适应性较好的原料及关心材料的应用不断增加。干法复合中水剂粘合剂的应用、醇溶剂油墨的应用、高浓度聚氨酷粘合剂的应用以及利用 PVA、改性 PVA 溶液，通过涂布加工制造高阻隔软包装基材等；
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废弃软包装材料的无害化处理。塑料购物袋的无害化回收利用(废水的处理达标排放)，塑料薄膜的易燃烧化(填料高填充化)以及降解塑料薄膜的产业化等。
塑料软包装材料耗用原料少、本钱低廉、同时具有携带使用便利的优点，因而具有很强的市场竞争力，特别是在承受塑料袋替代中空包装容器方面效果显 著。近几年来，具有特定功能的塑料软包装袋的开发成功，使以前始终沿用瓶子包装的很多商品，例如牛奶、酱油、醋类、白酒、药品以及农药等商品，均已局部为塑料软包装袋所替代。
以食品工业为例，美国人对食品消费需求向多规格、多样化的方向进展。为使食品包装便利美观，易于开启、贮存，企业不断向市场推出食品包装产品。在小食品包装的边沿承受聚丙烯/亚乙醛烯醇/聚丙烯材料，这样易于开启。快餐小甜面包承受聚酷薄膜包装和用固体漂白硫酸盐纸板制成的盘子盛放，可解决过去需就地烘焙，花费大量劳动力且质量不一的问题，亦可延长保存期。
高功能化、提高产品质量并降低本钱，是市场经济中商品提高竞争力量的需求，也是软包装材料进展的主要方向之一。为了实现高功能低本钱化的需求，目前软包装材料生产方面的进展有以下一些特征:
多种复合方法的综合应用。。通过这种组合，在生产线中经过一次加工，同时完成复合与拉伸的加工， 可提高产品质量或者降低产品本钱，或者同时到达提高产品质量和降低生产本钱的目的。。利用多层共挤复合生产具有 PE/LDPE 构造的热封合基材，然后再通过干法复合工艺与其他基材，例如承载或者阻隔基材，以 PE 做热封面改善热封性;以 LDPE 为主层降低本钱。这种多层构造的热封基材，已用于洗发液等多种产品的包装，在不增加生产本钱的状况下，可明显地削减破损率。
生产工艺与设备的改进。通过科技创，改进生产工艺和设备，对于提高软包装产品质量与降低本钱具有乐观的意义。例如蒸镀铝前薄膜的外表预处理，可以大幅度提高蒸镀层的牢度，制造出高阻隔型软包装基材。
型原材料的开发应用。塑料品种的开发应用是软包装材料进展的重要方面，特别是茂金属聚乙烯的工业化生产以后，在软包装材料热封层中的应用， 具有良好的性能价格比，效果格外显著。近年来型原材料的开发应用中，值得留意的还有双峰聚乙烯，聚乙烯醇涂布聚乙烯薄膜、聚乙烯醇涂布聚丙烯薄膜，
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蒸镀铝型 PET 薄膜，蒸镀铝型薄膜，蒸镀氧化硅型 PET 薄膜，蒸镀氧化硅型薄膜等。
总之，软包装进展的特点是:前途广、环保化、多样化、高功能低本钱化。
(三) 本文主要论述的内容以及预备
论述内容
本文主要分以下几个阶段的工作：
了解复合软包装测试工程、条件，以及把握其测试仪器
了解复合软包装材料，对其进展分析
了解复合软包装的设计原则
了解复合软包装原材料，半成品，成品的性能
观看数据，思考不同材质的复合软包装性能的差异。
对数据进展备份，以便在生产中消灭问题作为解决的依据
试验预备
测试条件
测试条件包括两个方面，一个是温度，一个是湿度，详见表 1。
标准环境代
空气温
相对湿度
备注
号
度t
U%
通常应使用这种标准环境，否则另有
规定
对于热带地区，如各方商定，可以使
表 1 标准环境
23/50
23
50
27/65
27
50
B. 设备明细
用
表 2 设备明细
序
产品单
名称
精度等级
数量
号
元
1
复
游标卡尺

1
2
合
薄膜冲击试验机

1
10
3
膜
电子拉力试验机

1
4
袋
测厚仪
1μm
1
5
摩擦系数仪
±2%
1
C. 设备操作流程
拉力机操作流程
接通电源，先让机器预热至少 30 分钟。
此时操作界面为待机状态，按任意键进入操作界面。
调零。
使用方向键和数字键，设定试验参数，如标距、试样截面积、试验日期等。并选择试验内容。
开头试验，将试样在夹头上夹紧，按“去除”键去除干扰值，按“试验” 键开头试验。试验完毕后，按“数据”键查看数据，如觉察数据没有特别，按“有效”键保存数据。
重复步骤 5，记录多组数据后，取平均值。
SJ-3 型薄膜冲击试验机操作
将待检测样品固定于试验台上〔复合材料时，热封面为冲击面〕。
将数据指针置于“零”点位置。
扳动机关，读数，记录。
摩擦系数仪操作流程
将一个试样的试验外表对上，平坦地固定在水平试验台上。试样与试验台的长度方向应平行。
将另一试样的试验外表乡下，包住滑块，用胶带在滑块前沿和上外表固定试样。
如试样较厚或刚性较大，有可能产生弯曲力矩使压力分布不匀时，应使用 63mm×63mm 的试样。在滑块侧面和试样非试验面间用双面胶带固定试样。
将固定有试样的滑块无冲击地放在第一个试样中心，并使两试样的试验方向与滑块方向平行且测力系统恰好不受力。
两试样接触后保持 15 秒。启动仪器使两试样相对移动。
力的第一个峰值为静摩擦力。
两试样相对移 6cm 内的力的平均值〔不包括静摩擦力〕为动摩擦力。
记录如在静摩擦力之后消灭力值振荡，则不能测量动摩擦力。此时应取
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