如何测试气球的抗穿刺性能

摘要：外力的穿刺作用是引起气球破损的常见诱因，较高的抗穿刺性能是制作气球用薄膜应具有的基本性能之一。本文通过测试某种气球用薄膜的抗穿刺力，介绍了该穿刺试验的原理、设备参数及适用范围、试验过程等内容，为气球用薄膜抗穿刺性能的评价提供有效监测手段。

关键词：抗穿刺性能、抗穿刺力、穿刺强度、智能电子拉力试验机、气球用薄膜、气球膜

1、意义

气球用薄膜材料应具有良好的柔韧性能及较高的拉伸性能，以保证气球在充气膨胀过程中不会发生破裂。除此之外，气球在尖锐物体的穿刺作用下发生破裂的现象也时有发生，因此，气球膜还应具有较高的抗穿刺性能。另外，在气体的膨胀产生的压力作用下，薄膜厚度变薄，仍应具有较高的穿刺强度，以提高气球抵抗外力穿刺的能力。本文针对性的介绍了气球用薄膜抗穿刺性能的测试方法。

图1 常见气球种类

2、试验样品

本文以某种气球用薄膜为试验样品，测试其穿刺强度。

3、试验依据

目前国内尚未发布专门针对薄膜材料抗穿刺性能的测试方法标准，本次试验过程依据GB/T 10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》中有关穿刺强度的相关规定进行。

4、试验设备

本次试验采用XLW(EC)智能电子拉力试验机为试验设备进行试验，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

4.1 试验原理

穿刺强度以穿刺针穿透试样过程中的蕞大力值表示。将穿刺针装夹在设备可自由移动的上夹具中（该夹具中配置有力值传感器与位移传感器），试样装夹设备被固定在下夹具中，上夹具带动穿刺针移动并刺穿试样，力值传感器与位移传感器实时记录穿刺过程中的力值与位移变化，并显示力值对位移变化的曲线图。

图2  XLW(EC)智能电子拉力试验机

4.2 设备参数

有50 N、500 N两种力值规格可供选择，测试精度优于0.5级，有效保证了测试结果的准确性；支持拉、压双向试验模式，在两种试验模式下，试验速度均可从50 mm/min、100 mm/min、150 mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七种模式中任意设定；采用气动夹样，能够有效防止试样打滑；夹具的行程为950 mm；通过限位保护、过载保护以及自动回位等智能配置，保护用户的操作安全；配置了100余种不同的试样夹具供用户选择，可满足超过1000种材料的测试要求，并可根据测试材料的不同进行定制。

4.3 适用范围

(1) 适用于塑料薄膜、复合材料、软质包装材料、塑料软管、胶粘剂、胶粘带、不干胶、医用贴剂、离型纸、保护膜、组合盖、金属箔、隔膜、背板材料、无纺布、橡胶、纸张等产品的抗穿刺、剥离、拉伸、变形、撕裂、热封、粘合、开启力、撕开力、低速解卷力、剥开力、拉拔力等性能的测试。

(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等将近30项国内外标准。

5、试验过程

(1) 用取样器从气球用薄膜样品表面裁取5片直径为100 mm的试样。

(2) 安装好夹具及穿刺针，在设备的控制软件上设置试样名称、试验速度等参数信息。

(3) 取一片试样装夹在夹具中，点击试验选项，上夹具带动穿刺针刺穿试样，设备实时显示力值随位移的变化情况，并在试验结束后显示穿刺强度。

(4) 按照装样-试验的过程，测试其余4片试样的穿刺强度。

6、试验结果

所测试5片试样的结果值分别为16.113 N、16.341 N、15.987 N、16.016 N、16.159 N，气球用薄膜样品的穿刺强度取5片试样测试结果的算术平均值，即为16.123 N。

7、结论

良好的抗穿刺性能可有效降低气球的破损或漏气率，也是考量薄膜材料能否用于制作气球的重要因素。本文利用智能电子拉力试验机测试了气球用薄膜样品的穿刺强度，试验过程简单，设备易于操作，智能化程度高，试验结果的精度高，重复性好，可以真实的反映出所测试样品的抗穿刺性能，且试验过程中设备自动绘制的位移-力值曲线有助于薄膜抗穿刺性能研究与分析。济南兰光机电技术有限公司是一家专业从事包装检测设备研发生产与包装检测服务的高新技术企业，现有设备涵盖了软塑包装材料全方位性能指标的测试，本设备即为其中一款，该设备除了可用于穿刺强度的测试外，还可用于拉断力、断裂拉伸应变、剥离强度、热封强度、直角撕裂力等多项性能指标的测试，了解设备及检测服务的详细信息。愈了解，愈信任！Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作。