温湿度对三层UV型瓦楞纸板力学性能影响514黄老师.docVIP

模拟流通环境下温湿度对三层UV型瓦楞纸板 力学性能的影响 黄剑宗 (广西大学轻工与食品工程学院，广西南宁 530004) 摘 要: 通过测试不同温湿度下三层UV型瓦楞纸板的粘合强度、边压强度和平压强度，分析温湿度对瓦楞纸板力学性能的影响。结果表明，在温度处于35℃-45℃，相对湿度为40%的状态下，三种力学性能都达到相对的最大值，此时瓦楞纸板可以最大限度的保证产品的安全性。在运输流通环境下，保证相对湿度不超过70%，瓦楞纸板可以更好保护产品。 关键词：瓦楞纸板；温度；相对湿度；力学性能 1 引言 近年来随着经济社会的发展和人们生活水平的不断提高，使得社会对物质产品消费不断提高，从而促进了作为商品重要包装形式的瓦楞纸板行业迅速发展，瓦楞纸板的需求量十分巨大。商品在流通过程中，；瓦楞纸板这类纸质包装材料受到流通环境温度、湿度制约，其力学性质和动力学特性也直接受到环境的影响[1]。所以要求产品包装必须满足流通运输环境要求，保证产品的安全可靠性。 在实际的流通运输环境下，引起瓦楞纸板力学性能变化的影响因素很多,温度和湿度的变化影响尤其显著,直接影响到瓦楞纸板包装物品的安全性和使用时限。王俊丽、李广生、肖文娟、程小琴等[2、5/6/7]通过在不同的含水率条件下瓦楞纸板力学性能的测定，瓦楞纸板的力学性能随纸板含水率的增加而下降。 Dong Mei Wang[4]等人在不同温度下，研究温度对纸蜂窝夹层板的含水率的影响，结果表明瓦楞纸板的含水率随着温度的升高而下降；随着温度的变化，瓦楞纸板的含水率发生了变化，最终影响到瓦楞纸板的力学性能。 在实际运输过程中，瓦楞纸板的力学性能在不同温湿度环境下的变化比较显著,但目前对瓦楞纸板在模拟运输环境下力学性能的研究却鲜有报道。当前，瓦楞纸板的种类繁多,不同类型的瓦楞纸板会有不同的力学性能。三层UV型瓦楞纸板的需用量非常大，已在精细产品、中小型和高档包装领域逐渐扩展，特别是在一些精密仪表、中小型家电、玻璃陶瓷器皿、医药、干鲜果品、饮料及礼品等的包装上体现得尤为明显。为了更好的解决UV型瓦楞纸板实际使用过程中出现的问题，为企业提供更多实际可行的借鉴方案，很有必要的对三层UV型瓦楞纸板的力学性能进行深入研究。 2 材料与方法 2.1材料与仪器 实验材料：三层UV型瓦楞纸板，A型，克重为180g/cm2，南宁新大海纸箱厂。 实验仪器：17-76型抗压强度测试仪，美国TMI仪器制造公司； LP-80U型恒温恒湿实验试验箱，广东宏展科技有限公司； 2.2实验方法 选择在流通环境下比较常见的温湿度。一般在车厢里面或集装箱内的温度为10℃-50℃，湿度为30%-80%。结合实验室相关条件，相对湿度选取40%、50%、60%、70%、80%、90%，100%的7个水平[8]。温度选取20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的7个水平。 裁切100mm×25mm（长×高）的试样，试样采用GB/T22906.2-2008《纸芯的测定第2部分：试样的温湿处理》[8]进行试样温湿度处理。 平压强度采用GB／T22906.9-2008《纸芯的测定第9部分：平压强度的测定》[9]；边压强度采用GB/T6546-1998《瓦楞纸板边压强度的测定法》[10]，粘合强度采用GB/T6548-2011，《瓦楞纸板粘合强度的测定》[11]。 3 结果与讨论 3.1 温湿度对瓦楞纸板力学性能的影响 图1 温度对瓦楞纸板平压强度的影响 图2 湿度对瓦楞纸板平压强度的影响 如图1所示,在模拟流通环境下，随着相对湿度的增大，三层UV型瓦楞纸板的平压强度在不断的减小。当温度为35℃时，不同相对湿度的瓦楞纸板平压强度都出现最大值；引起这一变化的原因可能是在35℃时，不同相对湿度条件下瓦楞纸板的含水率不高，纸板纤维间的氢键力作用比较大。 从图2可以看出，在相同温度下，随着三层UV型瓦楞纸板的相对湿度的不断增加，瓦楞纸板的平压强度都是在不断的下降。不同温度时，当瓦楞纸板的相对湿度增加到70%-80%，瓦楞纸板的平压强度下降明显加快。影响瓦楞纸板平压强度主要因素是纤维的作用力，纤维间水分的含量直接影响着纤维间的相互作用力，当环境相对湿度增加到70%后，纸板纤维润胀达到最大程度，纤维间的氢键就会被破坏，使瓦楞纸板的平压强度下降。 综合图1-2所示，图1中随着温度的变化，在相对湿度80%时，平压强度的变化绝对值（最大值-最小值）最大，下降了27.5%；图2中随着湿度的变化，在温度为45℃时，平压强度的变化绝对值（最大值-最小值）最大，下降了53.0%；所以相对湿度对瓦楞纸板的平压强度影响比较大。 图3 温度对瓦楞纸板边压强度的影响 图4 湿度对瓦楞纸板边压强度的影响 如图3所示，在模拟流通环境时，当温度在45℃-50℃时，不同湿度条件下的边