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多层共挤重载膜冲击试验仪 解读FFS重载膜落镖冲击测试方法与分级标准

更新时间:2026-06-10 点击量:14

在医药包装、化工原料、食品添加剂等大宗散装物料的包装领域,FFS重载膜因其快速制袋、自动灌装、袋口封合三位一体的自动化包装优势,已成为25kg及以上规格包装的主流解决方案。FFS即Form(截底成型)、Fill(自动灌装)、Seal(袋口封合)的缩写,其显著特点在于满足高速包装生产线对包装材料的严苛要求,同时具备良好的密封防潮性和印刷性能,可有效保护包装物料免受外界环境影响,延长保质期,提高运输效率

FFS重载膜多采用多层共挤吹塑工艺生产,通过将聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等树脂经多台挤出机共挤吹塑成型,获得具有高强度、高抗冲击性的多层结构薄膜。在重载包装的运输和搬运过程中,包装袋承受着持续的冲击载荷,抗冲击性能不足将直接导致破包泄漏。因此,抗冲击性能(冲击破损质量)成为评价FFS重载膜质量的核心指标之一。

多层共挤重载膜冲击试验仪正是依据BB/T 0058-2011标准和GB/T 9639.1-2008标准设计的专用检测设备,采用自由落镖法精准测定重载膜的冲击破损质量,是FFS重载膜生产企业、第三方检测机构及制药、化工等行业包装质量控制的关键工具。

一、FFS重载膜抗冲击性能的核心标准体系

FFS重载膜的产品标准主要依据BB/T 0058-2011《包装用多层共挤重载膜、袋》,该标准由工业和信息化部于2011年6月15日批准发布,2011年10月1日正式实施,是包装用多层共挤重载膜及FFS膜的专项行业标准。标准适用于以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等树脂为主要原料,通过多层共挤吹塑工艺生产的具有高强度的多层共挤吹塑重载膜(包括FFS膜)、袋,单层挤出吹塑重载膜袋也可参照本标准

在该标准体系中,抗冲击性能通过冲击破损质量来量化表征。BB/T 0058-2011第6.4.3条款明确规定:冲击破损质量按GB/T 9639.1-2008《塑料薄膜和薄片 抗冲击性能试验方法 自由落镖法 第1部分:梯级法》进行测试,以穿过试样所需落镖质量(单位:克,g)来表示重载膜在动态冲击载荷下的抗破损能力。这一检测方法同时对标国际标准ISO 7765-1:1988和美标ASTM D1709,三者在技术内容上具有相通性,均指定了自由落镖法为塑料薄膜和薄片耐冲击性能试验方法

二、落镖冲击试验的原理与方法

测试原理:在给定高度的自由落镖冲击下,测定塑料薄膜和薄片试样破损数量达50%时的能量,以冲击破损质量(单位:克,g)表示。这一方法模拟包装材料在运输搬运过程中受到的突发冲击载荷,适用于厚度小于1mm的各类塑料薄膜和薄片。

多层共挤重载膜冲击试验仪的核心构成为:落镖池、电磁吸挂式落镖释放装置、环形试样夹及定位工具。测试时,将经过环境调节的试样平整夹持于环形夹具中,通过电磁吸盘吸挂配重落镖,实现零干扰自由落体冲击。该仪器具备A法和B法两种测试模式可切换:A法采用直径38±1mm的低密度镖头,下落高度0.66±0.01m,适用于冲击破损质量为0.05kg~2kg的材料;B法则采用直径50±1mm的不锈钢镖头,下落高度1.50±0.01m,适用于冲击破损质量为0.3kg~2kg的材料

试样制备与调节:按GB/T 2918的规定,将试样置于温度23±2℃、相对湿度50±5%的标准环境中调节不少于40小时,使试样达到温湿度平衡。试样尺寸应大于环形试样夹垫圈内径(125±2mm),厚度偏差不得超过标称厚度的±10%

梯级法测试流程:测试采用国内外标准均认可的梯级法。第一个试样试验后,若破损,镖头质量减少一个配重块单位Δm(约为预估冲击破损质量的5%~15%);若未破损,则增加一个Δm。如此连续测试约20个试样,统计破损试样总数,系统通过统计学方法计算出50%试样破损时的冲击破损质量(F₅₀值),并自动生成测试报告。

三、BB/T 0058-2011标准对冲击破损质量的等级要求

BB/T 0058-2011标准根据重载膜的类型和强度等级,将产品分为A型、B型和C型三个等级,每类等级对冲击破损质量(即F₅₀值)分别提出了不同的技术要求

膜类型表面冲击破损质量折边处冲击破损质量说明
A型≥500 g≥300 g基础型,适用于常规重包装
B型≥600 g≥300 g增强型,具有更高的抗冲击韧性
C型≥800 g≥500 g高强度型,适用于恶劣运输环境

A型膜要求冲击破损质量表面≥500g、折边处≥300g;B型膜要求表面≥600g、折边处≥300g;C型膜要求表面≥800g、折边处≥500g

在实际应用中,FFS重载膜的生产企业需依据其产品目标市场和客户需求,选定相应的A型、B型或C型标准,通过BB/T 0058标准的出厂检验以验证产品质量符合性。冲击破损质量测试在取样时需兼顾“表面"“折边处"两个部位的抗冲击性——折边处由于折叠工艺中形成的应力集中区,其抗冲击强度通常低于平整表面。因此,BB/T 0058对折边处的冲击破损质量作了单独规定,以确保折叠工艺后包装袋的整体可靠性。

四、多层共挤结构对抗冲击性能的影响

FFS重载膜采用多层共挤吹塑工艺,通过多台挤出机将不同功能的树脂分别熔融挤出后汇入一个共用模头吹塑成型。多层结构设计可在保持优异力学性能的同时,显著提升薄膜的抗冲击韧性。目前,国内FFS膜厚度一般在0.14~0.18mm之间,通过多层结构中的增韧层设计,使材料在落镖冲击测试中能够吸收更高能量而不发生贯穿性破坏

研究表明,多层共挤重载膜的抗冲击性能与其层结构设计密切相关。对于抗冲击性能较高的C型膜,其冲击破损质量要求达800g以上,在实际测试中很可能需要使用B法(下落高度1.5m,镖头直径50mm)进行测试,以便在更高能量范围内精确定量材料的韧性差异。多层共挤重载膜冲击试验仪通过A/B双模式切换,可确保不同强度等级的FFS膜都能在最佳量程范围内得到精确测量,避免因量程不当导致的测量误差。

五、多层共挤重载膜冲击试验仪的性能要点与应用价值

一台符合BB/T 0058-2011和GB/T 9639.1-2008标准要求的多层共挤重载膜冲击试验仪,应具备以下核心技术特征:

  • 双模式配置:同时配备A法镖头(直径38mm低密度材质)和B法镖头(直径50mm不锈钢),支持快速互换,覆盖50g至2000g的全量程冲击破损质量测试范围

  • 电磁吸挂释放:采用电磁吸盘吸挂配重落镖,实现零干扰自由落体冲击,确保冲击能量损失最小化

  • 气动夹持系统:上下接触面附加橡胶垫圈(厚度3.0±1mm、邵氏硬度50~60),减少试样厚度差异对测试的影响,装夹一致性好、重复性高

  • 梯级法自动计算:内置梯级法测试程序,系统自动记录每次测试的破损情况,动态计算F₅₀值、标准偏差及置信区间

  • 数据管理功能:具备四级权限管理、审计跟踪和数据导出功能,满足GMP对数据完整性的要求

医药包装应用场景中,制药企业使用FFS重载膜包装25kg散装原辅料时,包装袋在运输搬运中要承受较大冲击载荷。通过多层共挤重载膜冲击试验仪对其C型FFS膜的冲击破损质量进行出厂检验,确保表面≥800g、折边处≥500g的达标率,可有效降低物流环节破包率。

六、FFS重载膜抗冲击性能的质量控制建议

为全面提升FFS重载膜的抗冲击性能水平,建议企业在生产质量控制中采取以下措施:

研发阶段:通过调整多层共挤的层结构设计和增韧层配方,优化薄膜的落镖冲击F₅₀值,确保新产品在开发阶段就满足目标等级的抗冲击性能标准要求。

来料检验:对每批次FFS重载膜成品,按BB/T 0058标准要求抽样进行冲击破损质量验证,建立供应商质量数据库,确保批次间抗冲击性能一致性。测试时需分别从膜面表面和折边处制取试样,分别测试并对照标准限值判定。

过程控制:采用多层共挤重载膜冲击试验仪在生产过程中定期抽检(如每4小时一次),建立SPC控制图监控F₅₀值的波动趋势,当数值低于内控标准阈值(如目标值的90%)时,及时排查挤出温度、层厚比等工艺参数的波动。

失效分析:当客户反馈运输破包问题时,通过对留样进行冲击破损质量复测,并与合格批次数据对比,可快速定位工艺异常或批次间差异的根源,为工艺改进提供量化依据。

常见问题解答

问:BB/T 0058-2011标准中A型、B型、C型FFS重载膜的冲击破损质量要求有何区别?

答:三类膜在冲击破损质量指标上逐级提升。A型膜要求表面冲击破损质量≥500g、折边处≥300g;B型膜要求表面≥600g、折边处≥300g;C型膜要求表面≥800g、折边处≥500g。C型膜要求最为严格,适用于对包装强度有更高要求的场景。这一分级体系为包装物料根据运输条件和堆码层数选择FFS重载膜等级提供了科学的量化依据。

问:测试FFS重载膜的抗冲击性能时,为何既要测试表面也要测试折边处?

答:FFS重载膜在制袋成型工艺中需要对膜材进行折叠,折边处因折叠形成了结构上的应力集中区域,其抗冲击强度通常低于平整的表面区域。BB/T 0058-2011标准对两个部位分别规定了合格限值,正是考虑到折边处在实际运输搬运中属于最容易发生破损的薄弱区域,通过测试折边处的冲击破损质量可全面评估重载膜包装的整体可靠性。

问:多层共挤重载膜冲击试验仪应该如何进行期间核查以确保测试精度?

答:建议每季度使用经国家法定计量单位认可的标准砝码进行力值验证,确认镖头实际质量与标称值的偏差在±0.1%以内。定期检查落镖下落高度:A法高度调节至0.66±0.01m、B法高度调节至1.50±0.01m。每月选取同一批次PE参考膜作为质控样进行重复性测试,当F₅₀值偏离参考膜历史数据平均值的±5%时,应及时校准传感器或排查机械结构。对于使用电磁吸挂释放装置的试验仪,还需定期检查释放延迟时间,确保每次释放无额外阻力干扰自由落体轨迹。

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