塑料餐具冲击试验

塑料餐具冲击试验是评估餐具在受到动态载荷冲击时的抗破损能力的重要测试方法，主要模拟使用过程中跌落、碰撞等意外情况。通过标准化测试可验证材料韧性、结构设计合理性及产品耐用性，确保符合安全标准，降低消费者使用风险。该试验涉及多种冲击方式、环境条件及量化评估指标，广泛应用于食品包装、日用品制造等领域。

塑料餐具冲击试验目的

1、验证结构强度：检测餐具在受外力冲击时是否发生破裂或变形，确保其日常使用中能承受意外跌落或碰撞。

2、评估材料韧性：通过冲击能量吸收值分析塑料材质（如PP、PS）的抗脆性，优化材料配方选择。

3、合规性认证：满足GB 4806.7、FDA等国内外法规对食品接触材料机械性能的强制性要求。

4、质量控制：在生产环节识别因注塑缺陷（如气泡、缩痕）导致的局部薄弱点，降低产品不良率。

5、研发支持：对比不同设计（如加强筋布局、壁厚）对耐冲击性的影响，加速产品迭代。

塑料餐具冲击试验方法

1、摆锤冲击法：使用摆锤式冲击试验机，通过释放预定角度的摆锤撞击样品，测定破坏能量（单位：J/m）。

2、落球/落锤冲击：将钢球或冲头从设定高度自由落体，观察试样是否破裂，常用于模拟餐具跌落场景。

3、低温预处理冲击：将样品置于-20℃环境下恒温2小时后立即测试，评估材料在低温脆化下的性能衰减。

4、多轴冲击测试：通过气动装置施加不同方向冲击力，模拟复杂受力环境下的失效模式。

塑料餐具冲击试验分类

1、按冲击类型：分为悬臂梁冲击（Izod）、简支梁冲击（Charpy）和自由落体冲击三类。

2、按温度条件：常温冲击（23±2℃）、低温冲击（-20℃至-40℃）及高温冲击（60℃以上）测试。

3、按测试部位：边缘冲击（模拟餐具口沿受力）、底部冲击（评估承重区域强度）和侧面冲击试验。

塑料餐具冲击试验技术

1、夏比缺口冲击：在试样预设V型缺口，精准测定裂纹扩展所需能量，量化材料抗裂性。

2、高速摄像分析：配合1000fps以上摄像机记录冲击瞬间形变过程，定位失效起始点。

3、能量-位移曲线：通过传感器采集冲击过程中的实时力值变化，计算能量吸收效率。

4、有限元仿真预判：利用ANSYS/LS-DYNA模拟冲击应力分布，减少实物测试次数。

5、重复冲击测试：对同一位置多次施加冲击，评估材料疲劳累积损伤特性。

6、环境箱集成技术：在温湿度可控箱体内直接进行冲击测试，确保条件稳定性。

7、非破坏性检测：结合超声波探伤仪检测冲击后内部微裂纹，避免肉眼不可见缺陷。

8、应变率控制：通过液压伺服系统调节冲击速度（0.5-5m/s），研究速率敏感性。

9、微观形貌分析：使用SEM扫描电镜观察断口形貌，判断脆性/韧性断裂主导机制。

10、数据归一化处理：将冲击强度换算为单位厚度或单位质量指标，便于材料横向对比。

塑料餐具冲击试验步骤

1、样品制备：按标准尺寸切割试样，边缘打磨去除毛刺，标注冲击受力方向。

2、环境调节：将样品置于23℃/50%RH环境中调节48小时，消除残余应力。

3、设备校准：校验冲击试验机的能量损失率（需≤3%），设置冲击速度及角度。

4、装夹定位：使用专用夹具固定试样，确保冲击点与摆锤/冲头中心线对齐。

5、执行测试：释放冲击装置，记录最大冲击力、能量吸收值及破坏模式。

6、数据分析：计算冲击强度=冲击能量/试样截面积，对比标准限值。

塑料餐具冲击试验所需设备

1、摆锤冲击试验机：量程0-50J，精度±1%，配备缺口制样装置。

2、落球冲击仪：含电磁释放装置，钢球直径12.7mm~50mm可选。

3、高低温试验箱：温控范围-40℃~150℃，波动度±1℃。

4、高速摄像系统：分辨率≥1280×1024，帧率1000fps以上。

5、数字测厚仪：精度0.001mm，用于试样厚度均匀性检测。

6、断口分析设备：包括体视显微镜、SEM等微观观测仪器。

塑料餐具冲击试验参考标准

1、GB/T 1043.1-2022 塑料 简支梁冲击性能测定 第1部分：非仪器化冲击试验

2、ISO 179-1:2023 塑料—夏比冲击强度测定

3、ASTM D256-23 塑料缺口试样悬臂梁冲击阻力的标准试验方法

4、GB 4806.7-2023 食品安全国家标准 食品接触用塑料材料及制品

5、EN 1186-15:2020 食品接触材料 塑料部件抗冲击性测试方法

6、FDA 21 CFR 177.1520 聚烯烃类食品容器冲击性能要求

7、JIS K7111-1:2021 塑料冲击试验方法（悬臂梁法）

8、GB/T 1843-2022 塑料悬臂梁冲击强度的测定

9、ISO 6603-2:2022 塑料—硬质材料穿刺冲击性能测定

10、QB/T 1870-2023 塑料餐具耐冲击性能测试规范

塑料餐具冲击试验合格判定

1、无可见破裂：冲击后试样无贯穿性裂纹或碎片分离（放大5倍观察）。

2、能量阈值：简支梁冲击强度≥5kJ/m²（依据GB 4806.7对PP材质要求）。

3、碎片尺寸：若发生破裂，最大碎片边缘长度应≤13mm（欧盟EN 14372规定）。

4、功能保持性：带铰链的餐盒经冲击后仍需保持开合功能正常。

5、分级判定：根据QB/T 1870将结果分为A级（无损伤）至D级（完全碎裂）。

塑料餐具冲击试验应用场景

1、新品研发验证：优化餐盒卡扣结构设计，提升儿童餐具跌落耐受性。

2、来料质量检验：检测回收料掺杂导致的抗冲击性能下降问题。

3、出口认证测试：满足欧盟(EU) No 10/2011对微波炉用餐具的机械强度要求。

4、竞品对比分析：横向比较不同品牌一次性杯子的低温抗冲击性能差异。

5、生产工艺监控：发现注塑压力不足导致的分子取向缺陷。