隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展和消費(fèi)者對(duì)包裝安全、可靠性的日益關(guān)注，食品塑料袋作為一次性軟包裝形式，其力學(xué)性能成為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一。其中，拉伸強(qiáng)度直接反映了塑料袋在灌裝、運(yùn)輸、搬運(yùn)及使用過程中抵抗外力拉伸破壞的能力。為科學(xué)、客觀地評(píng)估這一性能，薄膜拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)儀（又稱薄膜電子拉力機(jī)）被廣泛應(yīng)用于食品包裝材料的質(zhì)檢與研發(fā)環(huán)節(jié)。本文將系統(tǒng)介紹該儀器的工作原理、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、操作流程及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，為相關(guān)從業(yè)人員提供技術(shù)參考。

一、為何要檢測(cè)食品塑料袋的拉伸強(qiáng)度？

食品塑料袋多由聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、流延聚丙烯（CPP）或復(fù)合膜（如PA/PE、PET/AL/PE）制成。這些材料在實(shí)際使用中需承受以下力學(xué)挑戰(zhàn)：

• 自動(dòng)灌裝線高速牽引時(shí)的縱向拉力；

• 袋內(nèi)食品重量引起的底部應(yīng)力集中；

• 堆碼、搬運(yùn)過程中的橫向撕扯；

• 低溫環(huán)境下（如冷凍食品）材料脆化風(fēng)險(xiǎn)。

若拉伸強(qiáng)度不足，易導(dǎo)致破袋、漏氣、內(nèi)容物污染等問題，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，還可能引發(fā)食品安全隱患。因此，通過標(biāo)準(zhǔn)化拉伸測(cè)試，可有效控制原材料質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、確保成品合規(guī)。

二、薄膜拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)儀的核心構(gòu)成

專用于薄膜類材料的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)儀通常具備以下特點(diǎn)：

• 高靈敏度負(fù)荷傳感器：量程覆蓋0～500 N，精度達(dá)0.5級(jí)，適用于薄而柔韌的塑料袋；

• 精密伺服控制系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)恒速拉伸（如50 mm/min、100 mm/min），符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求；

• 專用薄膜夾具：采用氣動(dòng)夾持或鋸齒面手動(dòng)夾具，防止試樣打滑或邊緣損傷；

• 自動(dòng)標(biāo)距識(shí)別或預(yù)設(shè)標(biāo)距：常用50 mm或100 mm；

• 智能軟件系統(tǒng)：實(shí)時(shí)繪制力-位移曲線，自動(dòng)計(jì)算拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彈性模量等參數(shù)，并生成檢測(cè)報(bào)告。

此類設(shè)備區(qū)別于通用材料試驗(yàn)機(jī)，更注重對(duì)低強(qiáng)度、高延展性薄膜的精準(zhǔn)捕捉與穩(wěn)定夾持。

三、檢測(cè)依據(jù)的主要標(biāo)準(zhǔn)

食品塑料袋拉伸性能測(cè)試需遵循以下標(biāo)準(zhǔn)：

• GB/T 1040.3-2022《塑料 拉伸性能的測(cè)定 第3部分：薄膜和薄片的試驗(yàn)條件》

• QB/T 2358-1998《塑料薄膜包裝袋熱合強(qiáng)度試驗(yàn)方法》（部分引用拉伸測(cè)試方法）

• ISO 527-3:2018 Plastics — Determination of tensile properties — Part 3: Test conditions for films and sheets

• ASTM D882-22 Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting

上述標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試樣形狀、尺寸、環(huán)境條件、拉伸速度等均有明確規(guī)定，確保測(cè)試結(jié)果具有可比性和法律效力。

四、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法與操作步驟

1. 試樣制備

• 從食品塑料袋平整區(qū)域裁取試樣，避免熱封邊、印刷區(qū)或褶皺部位；

• 推薦采用矩形條狀試樣（150 mm × 15 mm）或按標(biāo)準(zhǔn)沖切啞鈴型試樣（如ISO Type 4）；

• 分別沿縱向（MD，機(jī)器方向）和橫向（TD，垂直方向）取樣，因吹膜工藝常導(dǎo)致各向異性。

2. 環(huán)境調(diào)節(jié)

• 將試樣置于標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境（溫度23±2°C，相對(duì)濕度50%±5%）中調(diào)節(jié)≥4小時(shí)，消除內(nèi)應(yīng)力影響。

3. 儀器設(shè)置

• 安裝匹配夾具，設(shè)定標(biāo)距（通常為50 mm）；

• 選擇拉伸速度：GB/T 1040.3 推薦 100 mm/min（也可根據(jù)產(chǎn)品用途調(diào)整為50或200 mm/min）；

• 使用測(cè)厚儀測(cè)量試樣中部厚度（至少3點(diǎn)取平均），輸入軟件用于強(qiáng)度計(jì)算。

4. 測(cè)試執(zhí)行

• 將試樣兩端牢固夾入上下夾具，確保受力均勻、無(wú)偏斜；

• 啟動(dòng)測(cè)試，設(shè)備以恒定速度拉伸直至斷裂；

• 系統(tǒng)自動(dòng)記錄載荷（F_max）及對(duì)應(yīng)伸長(zhǎng)量。

5. 結(jié)果計(jì)算

• 拉伸強(qiáng)度（σ） = F_max / (試樣寬度 × 厚度) （單位：MPa）

• 斷裂伸長(zhǎng)率（ε） = [(斷裂時(shí)標(biāo)距 - 原始標(biāo)距) / 原始標(biāo)距] × 100%

示例：某PE袋試樣寬15 mm，厚0.05 mm，拉力為45 N，則

σ = 45 N / (15 mm × 0.05 mm) = 60 MPa

薄膜拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)儀作為食品塑料袋力學(xué)性能評(píng)價(jià)的核心設(shè)備，以其高精度、高重復(fù)性和標(biāo)準(zhǔn)化操作，已成為包裝企業(yè)質(zhì)量控制體系中一環(huán)。通過規(guī)范執(zhí)行拉伸強(qiáng)度檢測(cè)，不僅能有效預(yù)防包裝失效風(fēng)險(xiǎn)，還能為綠色包裝（如減薄化、可降解材料）的研發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐。