包裝件變形值的大小及其所能承受的最大載荷，取決于紙箱的包裝強度，而包裝強度則取決于以紙板材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。影響瓦楞紙箱強度的因素可分為兩類：一類是瓦楞紙板的基本因素，它是決定瓦楞紙箱抗壓強度的主要因素，主要包括原紙的抗壓強度、瓦楞楞型、瓦楞紙板種類、瓦楞紙板的含水量等因素；另一類是在設(shè)計、制造及流通過程中發(fā)生影響的可變因素，主要包括箱體尺寸比例、印刷面積與印刷設(shè)計、紙箱的制造技術(shù)、制箱機械的缺陷及質(zhì)量管理等因素，這類因素在設(shè)計或制造瓦楞紙板及瓦楞紙箱的過程中可以設(shè)法避免。

2.瓦楞紙板物理性能及測試

為了使瓦楞紙箱能抵抗在貯運過程中所遇到的各種應(yīng)變及損害，紙箱及紙板必須具有許多性能要求，如抗壓強度、耐破強度、減振性能等。紙箱的包裝性能除了與箱體尺寸、制造技術(shù)、流通使用環(huán)境等密切相關(guān)外，還與瓦楞紙板的性能有很大關(guān)系，因此，常需測定瓦楞紙板的各種物理性能指標(biāo)。

（1）瓦楞紙板的一般物理性能測試。

①定量：按GB/T 451.2—2002進行，試樣必須具有足夠的尺寸，最低限度為500cm3（ISO 536）。對已制成瓦楞紙板的各組分的測試，可將紙板浸在溫水中，然后分離、烘干、再進行分別測試。

②厚度：測試時使用瓦楞紙板厚度計（GB/T 6547—1998），試件的面積應(yīng)大于厚度計的接觸面積[10±0.2cm2]，并施加一定的壓力[20±0.5kPa]。

③水分：把試樣放在100～105℃（GB/T 462—2003）的烘箱內(nèi)烘干至恒重，試樣所減少的重量與試樣原重之比即為水分測試值。

（2）瓦楞紙板機械性能及測試。

①耐破強度：測定方法（GB/T 6545—1998）是以液壓增加法測定其耐破強度值的，測定時為了防止試樣滑動，試樣應(yīng)具有不低于690kPa的支持力。

②戳穿強度：指瓦楞紙板受銳利物品沖撞，發(fā)生損壞時的抵抗力。戳穿強度測定按GB/T 2679.7—2005《紙板　戳穿強度的測定》的規(guī)定進行測試。

③平壓強度：依據(jù)（GB/T 2679.6—1996）的規(guī)定，在一定溫濕度條件下，一定面積（大于50cm2）試樣在平壓試驗機上測定瓦楞紙板所能承受的壓力，單位N（或kPa）。

④邊壓強度：測定方法（GB/T 6546—1998）是將矩形的瓦楞紙板試樣置于耐壓強度測定器的兩壓板之間，并使試樣的瓦楞方向垂直于耐壓強度測定器的兩板，然后對試樣施加壓力，直到破壞時最大壓力即邊壓強度。單位N/m。

⑤黏合強度：測定方法（GB/T 6548—2011）適用于測定各種瓦楞紙板楞峰與面板或芯紙的黏合強度，以試樣被全部分離時所需的最大力表示，單位N/m。

3.瓦楞紙箱的物理性能測試

（1）壓縮強度試驗：通常稱為抗壓力試驗，是紙箱測試最基本的一個項目。抗壓強度是考核紙箱質(zhì)量的重要指標(biāo)，它反映了紙箱內(nèi)在強度質(zhì)量，也是運輸包裝的主要考核指標(biāo)，決定著瓦楞紙箱包裝的實際功能。紙箱壓縮強度試驗方法（GB/T 4857.4—2008）是將試驗樣品置于試驗機兩平面壓板之間，然后均勻施加壓力，直到試驗紙箱發(fā)生破裂時的最大壓力，以N表示。

（2）綜合測試：指瓦楞紙箱裝入商品后，進行破壞性模擬試驗、跌落試驗、迥轉(zhuǎn)試驗等，這些試驗項目一般由專門的包裝測試機構(gòu)實施。

第二節(jié)　塑料包裝材料及容器

塑料是一種以高分子聚合物——樹脂為基本成分，再加入一些用來改善其性能的各種添加劑制成的高分子有機材料。塑料用作包裝材料是現(xiàn)代包裝技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，因其原材料來源豐富、成本低廉、性能優(yōu)良，成為近年來世界上發(fā)展較快、用量巨大的包裝材料。塑料包裝材料廣泛應(yīng)用于食品包裝，并逐步取代了玻璃、金屬、紙類等傳統(tǒng)包裝材料，使食品包裝的面貌發(fā)生了巨大的改變，體現(xiàn)了現(xiàn)代食品包裝形式的豐富多樣、流通使用方便的特點，成為食品銷售包裝中最主要的包裝材料之一。盡管塑料包裝材料用于食品包裝還存在著某些衛(wèi)生安全方面的問題，及包裝廢棄物的回收處理對環(huán)境的污染等問題，但塑料包裝材料仍是21世紀(jì)需求增長最快的食品包裝材料之一。

一、塑料的基本概念、組成及包裝性能

（一）塑料的組成和分類

1.高分子聚合物的基本概念

高分子聚合物是一類分子量通常在104～106以上的大分子物質(zhì)，其分子所含原子數(shù)通常數(shù)幾萬、幾十萬甚至高達幾百萬個，分子長度達102～104nm或更長。由于高分子聚合物由巨大的分子組成，且大分子又有特殊的結(jié)構(gòu)，從而使高分子聚合物具有一系列低分子化合物所不具有的特殊性能，如化學(xué)惰性、難溶、強韌性等。高分子聚合物的分子量雖然很大，但它們的化學(xué)組成并不復(fù)雜，通常由C、H、O、N等構(gòu)成，往往由一種或幾種簡單的低分子化合物（也稱單體）以某種形式重復(fù)連接而成。如聚乙烯由若干乙烯組成，簡寫。高分子聚合物大分子是由一些基本單元結(jié)構(gòu)重復(fù)連接而成，這一單元結(jié)構(gòu)稱為鏈節(jié)，如聚乙烯分子的鏈節(jié)。大分子中重復(fù)鏈節(jié)的數(shù)目n為鏈節(jié)數(shù)，也稱作聚合度。顯然，高分子聚合物大分子的分子量M及分子鏈的長度與聚合度有關(guān)。

M=m·n

式中：m——基本單位的分子量；

n——大分子的聚合度。

同一種高分子聚合物中，各大分子所含鏈節(jié)的數(shù)目是不同的，即聚合度不同。因此，某種高分子聚合物的聚合度和分子量是指其平均聚合度和平均分子量。

2.塑料的組成

塑料是一種以高分子聚合物——樹脂為基本成分，再加入一些用來改善性能的各種添加劑而制成的高分子材料。其中樹脂是最基本、最主要的組分，也是決定塑料類型、性能和用途的根本因素。

（1）聚合物樹脂。塑料中聚合物樹脂占40%～100%。塑料的性能主要取決于樹脂的種類、性質(zhì)及在塑料中所占的比例，各類添加劑也能改變塑料的性質(zhì)，但所用樹脂種類仍是決定塑料性能和用途的根本因素。目前生產(chǎn)上常用樹脂有兩大類：一類為加聚樹脂，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯等，這是構(gòu)成食品包裝用樹脂的主體；另一類是縮聚樹脂，如酚醛、環(huán)氧、氨基酸脂等，在食品包裝上應(yīng)用較少。

（2）常用添加劑。常用的添加劑有增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑、抗氧化劑等。

①增塑劑：是一類提高樹脂可塑性和柔軟性的添加劑，通常為一些有機低分子物質(zhì)。聚合物分子間夾有低分子物質(zhì)后，加大了分子間距，降低其分子間作用力，從而增加大分子的柔順性和相對滑移流動能力。因此，樹脂中加入一定量增塑劑后，其Tg、Tm溫度降低，在黏流態(tài)時黏度降低，流動塑變能力增高，從而改善塑料成型加工性能。

②穩(wěn)定劑：用于防止或延緩高分子材料的老化變質(zhì)。塑料老化變質(zhì)的因素很多，主要有氧氣、光和熱等。穩(wěn)定劑主要有三類：第一類為抗氧劑，有胺類抗氧劑和酚類抗氧劑，酚類抗氧劑其抗氧能力雖不及胺類，但因具有毒性低、不易污染的特點而被大量應(yīng)用；第二類為光穩(wěn)定劑，用于反射或吸收紫外光、防止塑料樹脂老化、延長其使用壽命，效果顯著且用量極少，光穩(wěn)定劑品種繁多，用于食品包裝應(yīng)選用無毒或低毒的品種；第三類為熱穩(wěn)定劑，可防止塑料在加工和使用過程中因受熱而引起降解，是塑料等高分子材料加工時不可缺少的一類助劑，目前應(yīng)用最多的是用于聚氯乙烯的熱穩(wěn)定劑，其中鉛穩(wěn)定劑和金屬皂類熱穩(wěn)定劑因含重金屬而毒性大，因此，用于食品包裝應(yīng)選用有機錫穩(wěn)定劑等低毒性產(chǎn)品。

③填充劑：它的功用是彌補樹脂的某些不足性能，改善塑料的使用性能，如提高制品的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、硬度、耐氣候性等，同時可降低塑料成本。常用填充劑有碳酸鈣、陶土、滑石粉、石棉、硫酸鈣等，其用量一般為20%～50%。

④著色劑：用于改變塑料等合成材料固有的顏色，分無機顏料、有機顏料和其他染料。塑料著色可使制品美觀，提高其商品價值，用作包裝材料還可起屏蔽紫外線和保護內(nèi)容物的作用。

⑤其他添加劑：根據(jù)其功能和使用要求，在塑料中不可加入潤滑劑、固化劑、發(fā)泡劑，抗靜電劑和阻燃劑等。

塑料所用各種添加劑應(yīng)具有與樹脂很好的相溶性、穩(wěn)定性、不相互影響其作用等特性，對用于食品包裝的塑料，特別要求添加劑具有無味、無臭、無毒、不溶出的特性，以免影響包裝食品的品質(zhì)、風(fēng)味和衛(wèi)生安全性。

3.塑料的分類

塑料的品種很多，分類方法也很多，通常按塑料在加熱、冷卻時呈現(xiàn)的性質(zhì)不同，把塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩類。

（1）熱塑性塑料（Thermoplastic）：主要以加成聚合樹脂為基料，加入適量添加劑而制成。在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)受熱軟化流動和冷卻硬化成型，其樹脂化學(xué)組成及基本性能不發(fā)生變化。這類塑料成型加工簡單，包裝性能良好，可反復(fù)成型，但剛硬性低，耐熱性不高。包裝上常用的塑料品種有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚酰胺、聚碳酸酯、聚偏二氯乙烯等類塑料。

（2）熱固性塑料（Thermosetting Plastic）：主要以縮聚樹脂為基料，加入填充劑、固化劑及其他適量添加劑而制成；在一定溫度下經(jīng)一定時間固化，再次受熱，只能分解，不能軟化，因此不能反復(fù)塑制成型。這類塑料具有耐熱性好，剛硬、不熔等特點，但較脆且不能反復(fù)成型。包裝上常用的有氨基塑料、酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。

（二）塑料材料的主要包裝性能指標(biāo)

1.主要保護性能指標(biāo)

保護性能指的是能保護內(nèi)容物，防止其質(zhì)變、被破壞的性能，主要包括阻透性、機械力學(xué)性能、穩(wěn)定性等。

（1）阻透性：包括對水分、水蒸氣、氣體、光線等的阻隔性能。

①透氣度Qg和透氣系數(shù)Pg：透氣度Qg指一定厚度材料在一個大氣壓差條件下、1m2面積、24h內(nèi)所透過的氣體量（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下），單位cm3/（m2·24h）。透氣系數(shù)Pg指單位時間、單位壓差下透過單位面積和厚度材料的氣體量，單位g/（m·h·Pa）。

②透濕度Qv和透濕系數(shù)Pv：透濕度Qv指一定厚度材料在一個大氣壓差條件下、1m2面積、24小時內(nèi)所透過的水蒸氣的克數(shù)，單位g/（m2·24h）。透濕系數(shù)Pv指單位時間單位壓差下、透過單位面積和厚度材料的水蒸氣重量，單位g/（m·h·Pa）。

③透水度Qg和透水系數(shù)Pg：透水度Qg指1m2材料在24h內(nèi)所透過的水分重量，單位g/（m2·24h）。透水系數(shù)Pg指單位時間、單位壓差下、透過單位面積和厚度材料的水分重量，單位位g/（m·h·Pa）。

④透光度T：指透過材料的光通量和射到材料表面光通量的比值，以%表示。

（2）機械力學(xué)性能：指外力作用下材料表現(xiàn)出抵抗外力作用而不發(fā)生變形和破壞的性能，主要有下列幾項。

①硬度：指在外力作用下材料表面抵抗外力作用而不發(fā)生永久變形的能力，常用布氏硬度（HB）和洛氏硬度（HR）表示。

②抗張、抗壓、抗彎強度：材料在拉、壓、彎力緩慢作用下不被破壞時，單位受力截面所能承受的最大力分別稱為材料的抗張、抗壓、抗彎強度（MPa）。

③爆破強度：使塑料薄膜袋破裂所施加的最小內(nèi)應(yīng)力，表示容器材料的抗內(nèi)壓能力；也可由材料的抗張強度來表示，常常用來檢測包裝封口的封合強度。

④撕裂強度：指材料抵抗外力作用使材料沿缺口連續(xù)撕裂破壞的性能，也指一定厚度材料在外力作用下沿缺口撕裂單位長度所需的力（N/cm）。

⑤戳刺強度：材料被尖銳物刺破所需的無原則的最小力（N）。

（3）穩(wěn)定性：指材料抵抗環(huán)境因素（溫度、介質(zhì)、光等）的影響而保持其原有性能的能力，包括耐高、低溫性，耐化學(xué)性，耐老化性等。

①耐高、低溫性能：溫度對塑料包裝材料的性能影響很大，溫度升高，其強度和剛性明顯降低，其阻隔性能也會下降；溫度降低，會使塑料的塑性和韌性下降而變脆。材料的耐高溫性能用溫度指標(biāo)來表示，熱分解溫度是鑒定塑料耐高溫性能的指標(biāo)之一，而耐低溫性用脆化溫度表示（指材料在低溫下受某種形式外力作用時發(fā)生脆性破壞的溫度）。用于食品的塑料包裝材料應(yīng)具有良好的耐高、低溫性能。

②耐化學(xué)性：指塑料在化學(xué)介質(zhì)中的耐受程度，評定依據(jù)通常是塑料在介質(zhì)中經(jīng)一定時間后的重量、體積、強度、色澤等的變化情況，目前尚無統(tǒng)一的耐腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。

③耐老化性：指塑料在加工、儲存、使用過程中在受到光、熱、氧、水、生物等外界因素作用下，保持其化學(xué)結(jié)構(gòu)和原有性能而不被損壞的能力。

2.衛(wèi)生安全性

食品用塑料包裝材料的衛(wèi)生安全性非常重要，主要包括無毒性、耐腐蝕性、防有害物質(zhì)滲透性、防生物侵入性等。