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紙漿模塑緩沖包裝材料的性能研究

發布日期:2012-02-11 09:13:41

近十幾年來,紙漿模塑在我國得到了迅速發展,已經廣泛用于工業產品的緩沖包裝,如筆記本電腦、液晶電視、手機等電子產品的包裝。紙漿模塑包裝產業目前正處于產品生命曲線的上升時期,有著良好的前景。目前,人們對紙漿模塑制品制造過程中的制漿、成形設備和工藝研究比較廣泛和深入,而對紙漿模塑制品緩沖性能測試方法,制品性能和評價標準的研究甚少。加強對這些方面的研究是今后紙漿模塑工業的一個重點。

紙漿模塑制品對于被包裝物所起保護作用的機理主要有兩點:延長激勵力作用時間以降低物品的最大作用力;通過自身的變形最大限度地消耗或儲備外界傳入的能量。紙漿模塑制品對產品的保護作用主要是依靠結構單元實現,產品的結構性能將直接影響包裝件的強度、剛度、穩定性和實用性。充氣袋所以說,紙漿模塑制品的結構直接影響其包裝功能的實現。因此,如何對設計好的緩沖結構進行性能測定和評價就顯得極其重要。針對設計好的緩沖結構,測試其動態特性和緩沖性能,可以為緩沖包裝設計提供理論根據,達到簡化包裝設計,降低包裝成本的目的。

但是,目前行業內還沒有形成紙漿模塑制品測試的統一方法和性能評價標準,這造成性能測定和分析沒有依據,現有緩沖包裝材料的測試方法和性能評價標準對紙漿模塑制品是不是適合,有沒有更好的測試方法和性能評價標準都需要進一步探討。因此需要加強對這方面的研究,只有有了統一的測試標準和性能評價標準,才能使測量標準具有可比性,才能更客觀的對制品的性能進行評價,才能對生產和設計進行指導。本文根據紙漿模塑緩沖包裝系統的特點,對其進行動力學分析,建立跌落系統和振動系統的動力學模型。

應用Matlab/Simulink動態仿真工具進行紙漿模塑緩沖包裝系統的動力學仿真,并得到包裝系統的位移一時間曲線、速度一時間曲線、加速度一時間曲線。本文還在分析紙漿模塑的材料與結構特點的同時,了解目前行業的測試現狀,選取相關企業具有代表性的電子產品及其包裝,進行產品的擬真試驗。集裝箱充氣袋參照國際運輸安全組織ISTA3A測試標準,選擇隨機振動試驗,自由跌落試驗及壓縮試驗三個典型試驗。依據試驗結果,評價緩沖包裝系統對產品的保護作用。

并建立符合紙漿模塑材料特點的性能評價體系,從而對紙漿模塑的結構設計起到一定的指導作用。6.1總結本課題通過研究得到如下結論:(1)以線性單自由度和線性兩自由度緩沖包裝系統為基礎,根據紙漿模塑材料的特性,通過對紙漿模塑緩沖包裝系統的分析,建立了基于三次函數型的非線性跌落模型。(2)利用Matlab/Simulink工具建立單自由度線性及非線性的仿真框圖,設置適合的仿真參數,并得到包裝系統的位移一時間曲線、速度一時間曲線、加速度一時間曲線。并利用數值求解兩自由度的線性、非線性模型。(3)進行不同溫濕度條件下的壓縮試驗,得到在經過高溫高濕處理后,紙漿模塑緩沖襯墊的抗壓強度出現了明顯的衰減;在低溫處理后,紙漿模塑的抗壓強度略有增加。在低溫環境中,雖然紙漿模塑的壓縮強度出現了略微的增加,但必須考慮在環境溫度變化時,即從低溫環境進入常溫環境時,襯墊由于解凍而迅速變軟的情況。

(4)按照運輸包裝測試指南的具體要求和國際運輸安全組織ISTA3A測試標準,進行8個方向的自由跌落試驗。貨柜充氣袋通過試驗得到,此款紙漿模塑襯墊的緩沖性能良好,但局部部位的抗沖擊能力較弱,需要改進設計。按照運輸包裝測試指南的具體要求和國際運輸安全組織ISTA3A測試標準,進行隨機振動試驗,得到傳遞率曲線和系統的固有頻率。為緩沖包裝設計提供依據。(5)分別從行業,企業和消費者三個角度出發,分析建立性能評價體系應包含的要素,提出以技術性指標作為保證產品質量的強制性指標,以經濟性指標為推薦性指標。

 
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