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、設備參數及適用范圍、試驗過程等內容，為氣球用薄膜抗穿刺性能的評價提供有效監測手段。
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生破裂。除此之外，氣球在尖銳物體的穿刺作用下發生破裂的現象也時有發生，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
目前國內尚未發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定進行。
4、試驗設備
本次試驗采用XLW(EC)智能電子拉力試驗機為試驗設備進行試驗，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。
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。
圖2 XLW(EC)智能電子拉力試驗機
4.2 設備參數
50 N、500 N兩種力值規格可供選擇，測試精度優于0.5級，有效保證了測試結果的準確性；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、軟質包裝材料、塑料軟管、膠粘劑、膠粘帶、不干膠、醫用貼劑、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、試驗結果
所測試5片試樣的結果值分別為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片試樣測試結果的算術平均值，即為16.123 N。
7、結論
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。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備研發生產與包裝檢測服務的高新技術企業，現有設備涵蓋了軟塑包裝材料全方位性能指標的測試，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。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術溝通與合作。
