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1、第一节 玻璃包装容器性能测试,医药包装、食品包装、饮料及酒类包装、易腐蚀物品 优点：化学性能稳定、表面光滑、硬度高、不易污染、长期使用材质变化小，可回收使用。 缺点：容易破碎。强度要求高。 抗压，不抗拉。 玻璃包装容器破裂图（P114图41）。,(a)内压破裂，（b）外部冲击破裂，（c）跌落冲击破裂 （d）热冲击破裂，（e）（f）水冲击破裂,一、 玻璃包装容器理化学性能测试,物理性能检验：外观质量，耐压，耐冲击，应力 医药瓶：耐久性，强度，密封性，瓶口光滑性 酒瓶：色调，防紫外线 含气饮料瓶，啤酒瓶：耐内压强度，耐热冲击性,1. 外观质量检验 外观缺陷：口部变形，瓶口内径差，表面粗糙，壁厚不均
2、，凹凸 不平，气泡，伤痕， 螺纹台阶缺口及圈数不对。 目测，简单量具（卡规、环规），自动检测机,2. 耐内压强度试验 是对玻璃容器内装物引起的压力形成的内部破坏作用做强度测试。 含气饮料，内压强度与温度、冲击、容器自身形状、壁厚、回收使用时间长短有关。 国际标准，充气瓶1.6MPa；国家标准，充气瓶1.2MPa，一般玻璃瓶0.7MPa 瓶型越复杂，内压强度越低。圆：100，椭圆：50，方：1025 玻璃强度，为6.37107Pa。 D瓶身内径，mm，瓶壁厚度，mm。,日本碳酸饮料瓶内压强度指标：,（1）试验原理与设备 均匀加压，直到预定值或发生破裂为止。 设备：耐内压强度试验机：压力指示灯，定
3、时器，气缸，压力计，压力管，衬垫，夹板，水。 （2）试验方法 在瓶内装满水，使水面保持在瓶口部位，压紧密封装置，加盖防护罩。 开动加压装置，通过水对压力的传递来产生内压直到预定载荷值或发生破裂为止。 试验装置：玻璃瓶内压力试验机（气液压装置、夹持装置、压力显示部件、安全框等组成）,图424 内压强度试验原理 1压力指示灯 2定时器 3启动按钮 4电机 5气缸 6压力计 7压力管 8衬垫 9水 10夹板,3. 垂直载荷强度试验（图534） 垂直载荷强度通常在瓶肩部外表面产生最大拉应力，随瓶肩形状的变化而变化。普通瓶堆码时400 50000N，开盖时1000 2000 N。溜肩，平肩。,设备：气压
4、装置、夹持、压力显示、安全框等组成。 试验方法： 把试样瓶夹在平台和气缸之间，由气缸对瓶加压，记录瓶破坏时的载荷。试验时应安装树脂挡板，以免瓶碎伤人，应对整个瓶子均匀加载。,4. 耐冲击强度试验 瓶侧壁受到冲击常产生3种应力：如图45。 （1）局部应力。导致局部凹陷，四周产生抗拉应力，造成锥部伤痕或破损，但破瓶现象少。 （2）弯曲应力。整个瓶壁因冲击而发生弯曲，内部产生拉应力。因瓶内表面一般无伤痕，引起瓶破损现象少。 （3）扭转应力。在离冲击点45处产生应力，虽然较前两种应力值小约20%，但因瓶外常有伤痕，容易产生破瓶。实际破瓶几乎由扭转应力引起。,冲击强度和剥离瓶壁厚度的关系如图47。 试验
5、方法有机械冲击、运行冲击、斜面冲击、耐热冲击试验。,图47 冲击强度与壁厚的关系曲线,4.1 摆锤冲击试验法 通过性试验: 将试样放置在支撑台上，紧靠后支座；上下调整支承台，将打击部位调节到需要检测的部位后，水平方向调节支承台，使摆锤处于自由静止状态，打击物轻微触及试样瓶表面，以规定的冲击能量重复打击瓶身周围相距约120的3个点。检查瓶子有无破坏。 递增性试验：提高冲击能量，重复试验，直到瓶子破坏，记录破瓶冲击力。 仪器：摆锤、夹持、升降机构。,图48 摆锤冲击试验装置 1水平方向调节手柄 2卡板 3平台高度调节手柄 4试验瓶 5刻度盘 6保持子 7打击物 8升降平台,4.2 运行冲击试验法（
6、图531）。 检验瓶子在传送带上相互碰撞、冲击情况，记录破瓶与传送带速度之间的关系。,图49 运行冲击试验装置 1可变速电机 2挡板 3样品瓶 4瓶导向槽 5试样瓶 6顶板,4.3 斜面冲击试验法。检查玻璃瓶承受水平冲击的能力。,图65 斜面冲击试验机简图 1钢轨道 2释放装置 3滑车 4试验样品 5挡板,4.4 耐热冲击强度试验 用于确定玻璃容器耐受热冲击的能力，即玻璃容器承受突变温度的能力。（清洗、消毒、热罐装） 玻璃瓶、罐耐急热，不耐急冷，受急冷作用容易破裂。 从热应力来看：瓶壁越薄越好。 玻璃瓶受急冷、急热的温差约50，一般新瓶超过50，回收的旧瓶只有35。 美国、日本等规定玻璃瓶、罐
7、耐急冷温差指标42， 我国规定39。,（1）试验原理 利用温度控制器把两个水槽温度按预定温差调节好，把试样瓶放入热水槽中5分钟，然后连同瓶内热水急速（在30秒内）移入冷水槽中浸泡30秒后取出，记录因急剧温度变化而破裂的瓶数。分析破瓶数与温度差的关系。 （2）试验方法 试样是未经其它试验使用的玻璃瓶、罐，并需预先在实验室内放置30min以上。冷热槽内盛水量按试样质量计算，每千克玻璃用水量不小于10L。槽内水温均匀，温差不超过1。 设备：冷水槽、温水槽、试验笼、计时器。,三种：合格性试验，递增性试验，破坏性试验。 A 合格性试验： 冷水槽温度251，热水槽温度等于冷水槽温度加上规定的试验温差。若冷
8、水槽温度不是25，则每增加或减少5，规定的试验温差可减少或增加 0.5 。 将试样分隔并直立互不相碰地放入网篮内，再将网篮浸入热水槽中，试样瓶灌满热水后，槽面水位应高出瓶口5cm以上。,试样在热水槽中放置不少于5min，将网篮连同盛满热水的试样以101s的时间转入冷水槽，浸泡30秒。 取出样品逐个检查，得出破裂瓶数和破裂百分数。 递增性试验：每次以恒定温差（如5）逐步提高温差，直到破瓶百分数达到预定值。 破坏性试验： 逐步提高试验温差，直到试样全部破裂。 急热法，急冷法：内部急热法和外表面急冷法。,5. 内应力试验 GB4545 “玻璃瓶罐内应力检验方法” 瓷漆法： 玻璃容器外表面涂敷一层特殊
9、瓷漆，对容器施加外力，有拉应力存在的部位，瓷漆就会产生裂纹。根据这些裂纹方向和大小判断应力状态。 偏光法： 把试样瓶放入2个偏振片中间，观察视场亮度。若试样瓶存在应力，偏振光就发生旋转，视场亮度发生变化。比较亮度与标准变形亮度（若干等级），即可得出应力等级。 偏光应力仪WZY-250，有比较法和直测法。,6 . 化学稳定性检验方法 玻璃瓶、罐耐稀酸浸蚀试验方法 实验用品： 蒸馏水。使用前应煮沸，除去CO2，再冷却待用，pH=5.50.1（浓度2%的甲基红指示剂呈橙红色 ），否则用0.02N NaOH和0.01N HCL溶液校正。 2%甲基红指示剂。0.2g甲基红指示剂溶于100ml无水乙醇中配
10、制而成。 甲基红酸性溶液配制。0.10NHCL溶液0.7ml， 0.2%甲基红指示剂5滴，加入1000ml容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度线。,试验方法： 试验前将未使用过的玻璃瓶、罐用水、蒸馏水洗净，再用甲基红酸性溶液冲洗几次。 在室温下注入满口容量90%的甲基红酸性溶液，瓶口部覆盖惰性材料或煮过的玻璃皿件，置于水浴锅内加热。试样瓶、罐不可与水浴锅的底或壁直接接触，瓶内外液面要基本一致，瓶内溶液温度应在1015min内达到852。 保温30min后观察瓶内溶液颜色。若不易分辨，可滴入0.2% 甲基红指示剂2滴，再观察颜色。深色瓶可将溶液倒入清洁烧杯内观察。 评价：呈红色则合格，呈淡黄色则不合格。
11、,影响化学稳定性的因素： 1）充填物的性质、浓度、PH值、温度。 2）有些内装物经曝光会变质，故用有色瓶。,7. 水冲强度试验（图535、36） 又称水锤强度试验，是指玻璃瓶水冲效应引起的破坏力。 水冲效应通常在热装形式充液的瓶体上发生；当外包装容器，如纸箱碰撞时，也可能发生水冲效应。如图412。,图412 水冲现象的模拟 1内压 2受压缩区域 3形成空穴,试验方法： 将玻璃容器按规定进行充填、包装，从30 40cm高度向下自由跌落。只要有一个瓶破损，该高度即为水冲击的临界跌落高度。 为了减小最大冲击加速度，改变纸箱尺寸，把瓶盖与纸箱之间的间隙从2mm增大到7mm。这样瓦楞纸箱的缓冲作用可使冲
12、击加速度减小。,被测箱体,下部箱体,上部箱体,钢板,8. 防止飞散性试验（图537） 含气饮料玻璃瓶受到剧烈冲击而破裂，因存在内压，瓶子碎片有飞出危险。 瓶表面有塑料涂层、薄膜。 试验方法： 试验用 CO2 饮料，或含有相同比率 CO2 的水，按标准量充填，温度保持 251 。 使玻璃容器保持水平，从 75cm 高度自然落下。测量以落点为中心，半径100cm圆形框内碎片质量的百分率。 玻璃瓶碎片质量的 95% 应在1m以内。 m1瓶子质量，m2100cm范围内碎片的质量。,9. 密封性能测试 （1）气密性：干燥剂放入玻璃罐，封盖，湿度100，一周，用干燥剂的增量表示气密性。 （2）漏水性： 一
13、定量的水注入玻璃瓶，封盖，放入调温调湿箱（2030度），24h，以水量的减少量表示玻璃瓶的漏水性。 （3）连续耐压性： 第一种方法：用7.57升的水稀释98的浓硫酸40.5g，在210ml的玻璃瓶内注入稀释溶液200ml。然后用无盖小纸盒盛装3g NaHCO3后放入玻璃瓶内，在纸盒内的NaHCO3未溶解前封盖。再将玻璃瓶倒置，待NaHCO3完全溶解后，放入65度的水中，1h后观察有无气体由玻璃瓶与封盖处溢出。 第二种方法： NaHCO3与稀H2SO4作用产生的CO2注入玻璃瓶，封盖，40，一周，是否漏气。,（4）连续耐负压性：一定量的热水灌入玻璃瓶，封盖，水温90，放入常温真空器中，24h，测
14、定真空度的变化。 （5）瞬时耐内压性：封盖，0.9MPa水或N2注入容器加压，看是否密封。,10. 其它参数测试（容量、厚度、垂直偏差） （1）瓶子容量检测 应定时抽查满口容量。 利用瓶子容量比较器，比较试验瓶与同型标准样瓶的容量。 首先把一个标准样瓶夹在检测夹具上，校准机内气缸，使气缸容量与标准瓶相等。 卸下样瓶，装上受检验瓶子，使其与已校准的机内气缸和受检验瓶子同时施加微小的振荡气压。,若两者容量不等，产生压力差，差值反映其与标准样瓶的容量差。差值通过传感器转变成电信号，经电压放大后，驱动小型伺服从动调节活塞进行平衡，直到压力差消失。活塞的最终位置以差值的形式显示在比较器的面板上，该差值可
15、表示相对于标准样瓶的容量差值，也可表示样瓶的实际容积。,（2）瓶子厚度检测（图538） 采用电容式传感头检测瓶壁厚度。 传感头利用弹簧压力压在受检瓶子的外表面上，传感器的有效电容取决于有效作用区的玻璃平均厚度，有效区6mm 6mm 。 垂直扫描式；固定高度扫描式；薄点扫描式,图538 壁厚分析器 1可旋转对中卡盘 2样瓶 3锥形压头 4检验头 5高度调节机构 6限位器 7扫描记录仪 8薄点检测钮 9选择开关 10手动扫描指示,（3）瓶子垂直轴偏差测量 垂直轴偏差指瓶口的中心到瓶底中心垂直线的水平偏差。 测量仪器：带有夹紧装置的旋转底盘，带有一个百分表或读数显微镜的垂直立柱；也可选用V形块底板，
16、带有水平尺或百分表的垂直立柱组成。 试验方法： 首先将瓶子夹持在水平板上，旋转底板360。如用V形块测量，应将样瓶紧靠在V形块上。 在与水平面成45方向对样瓶施加一个向下的压力，旋转瓶子360，记下瓶口边缘外侧与固定点的最大和最小距离。按精确度0.1mm修正实测值。 垂直轴偏差等于测得的最大值和最小值之差的一半。精确到0.1mm。,二、 药用玻璃包装容器性能检验,输液瓶，安瓿瓶，抗菌素瓶 基本测试项目包括以下几方面： 1. 玻璃质量方面 厚度均匀，尽可能避免存在结石、条纹、析晶等缺陷。透明度要高，有色玻璃颜色要稳定均匀 。 2. 玻璃理化性能方面 药用玻璃应抗酸、抗碱、抗水，具有一定的热稳定性，避光性。“凡选用直接接触药品的包装材料、容器（包括油墨，粘合剂，衬垫，填充物等）必须无毒，与药品不发生化学作用、不发生组分脱落或迁移到药品当中，必须保证和方便患者安全用药”。,安瓿瓶质量检测,安
