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药品包装铝箔与PVC热封强度测试5

发布时间:2021年08月18日    点击:[3]人次

药品包装铝箔与PVC热封强度测试

药品的泡罩包装是选用硬质工业用纯铝箔为基本材料,称为盖材,它是通过药品铝箔印刷涂布专用设备,在铝箔的表面印刷文字图案并涂保护剂,在铝箔的另一面涂粘合剂。涂保护剂的目的是防止印刷文字的油墨层的磨损,并能防止在涂布过程中及收卷后外层油墨与内层粘合剂的接触而造成药品被污染。涂粘合层主要是为了保证铝箔与PVC塑料硬片的粘合,而铝箔与PVC热封后的粘合牢固程度通常用热封强度试验来衡量。下面介绍几种试验设备以及铝箔与PVC热封强度试验方法和分析影响铝箔与PVC热封强度的因素。

一、拉力试验机

铝箔与PVC的热封强度值通常是在拉力试验机上做出,拉力试验机一般由加荷机构、测力机构、绘图装置、缓冲装置和力的传动机构等主要部分构成,通常根据测力的方式和原理的不同一般又可分为杠杆摆锤式、摆锤式和电子式。无论哪种类型的拉力试验机,更换夹持器后,都可以进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离等常规力学性能试验。

1.杠杆摆锤式拉力试验机:该机的工作原理为:试样受力变形时,作用在上夹持器的力通过两级杠杆的传递,带动摆锤绕支点转动而抬起,其中一个杠杆有两个支点,试样受拉力时以①点为支点;②点脱开,受压力时便会自动列换为②点为支点,而①点脱开。这样无论拉伸和后缩总使摆锤向一个方面摆动。摆杆推动水平齿轮和指针转动,指针旋转的角度与试样所受的力成正比,刻度盘上的数字即是试样受力的大小。加载方法可以采用机动和手摇装置,速度调节可以采用无级变速装置。一般的试验机可以更换3列4种摆锤重量,测力度盘上也对应有3列4种刻度,分别表示测力范围。

2.摆锤式拉力试验机:这种试验机是用一定速度拉伸试样,使摆锤引开,以摆锤引升角度的变化大小,来表示拉力的大小。其作用原理为:在试验过程中,试样受到的拉力P通过钢带或者链条作用于扇形轮时,产生力矩M1=P·r(r为扇形轮的半径),同时与扇形轮为一体的摆锤倾斜一个角度α,因此产生了平衡力矩M2。M2=Qlsinα(Q摆锤重量,l摆杆长度)由于M1=M2,所以Pr=Qlsinα,P=(Ql·sinα)/r因为半径r,摆杆长l和摆锤重Q为常数所以Ql/r亦为常数,设c=Ql/r则P=c·sinα,即拉力P与摆锤倾斜角的正弦成正比。可依此关系制定刻度盘,用以指示拉力的大小。

3.电子拉力试验机:电子拉力机的试样变形所承受的力通过力传感器中贴在弹性元件上的电阻应变片转化为电信号,经过前置放大传入X-Y记录仪的x轴。小变形利用差动变压器做传感器,大变形利用自整角机,测量信号经放大后输入X-Y记录仪的Y轴,这样就可在记录仪上自动绘出负荷变形曲线。差动变压器装在延伸计上,延伸计与试样连接。随着试样的变形,差动变压器的铁芯也有相应的位移,这个位移轻转换成电信号后即可在记录仪上记下试样的变形。大变形的测量,是当连接下夹持器的横梁位移时,与丝杠相连接的齿轮箱经一定的传动比,带动发送自整角机转动,通过发送自整角机和X-Y记录仪里的回转变压器组成随动线路来测定伸长率。下夹持器移动的速度由一整套随动系统来控制。同步电动机经过变速齿轮以一定的转速带动发送自整角机转动。接收自整角机与主器轮箱连接,主齿轮带动二根高精度滚珠丝杆转动,横梁随之上升成下降,若横梁移动速度与发送自整角机不相应,则二个自整角机有角差,发出信号经放大后,使可控硅供给交流电机的电压变化,从而使横梁能得到一个稳定的速度。这种系统就使得横梁位移速度随发送自整机而变化。改变齿轮箱的齿轮啮合,便可以得到不同的速度。

4.自动化拉力试验机:这种试验机系一种快速自动测量试验机。试验机有自动输送式样的运输带、计量装置、伸长跟踪装置,自动卸掉试样的气动推顶装置和电子计算机。电子计算机用来指示和计算试验结果。该试验机可按试样不同颜色、自动打上白色或其它颜色的标记,并测量试样厚度,这套工作自动完成后,试样由气动夹持器夹住送到拉伸装置进行拉伸试验,该机的拉伸速度为500mm/分或50毫米/分。该机器可连续进行自动操作4-5小时,试验结果最后由电子计算机打印出来,或制成穿孔卡片保存。

二、药品铝箔与PVC热封强度测试

本试验在拉力机规定的速度下,在试样的粘接面上施加垂直的均匀拉力,180°的角度剥离试样,测定铝箔与PVC硬片剥离时所需的平均强度。试验设备:自动记录拉力试验机、杠杆式热封仪、标准试片裁切器。

1.试样制备要求:①取样:在成品铝箔中切取100mm×100mm试片二片,符合GB5663的药用聚氯乙烯硬片100mm×100mm试片二片;②热封条件:杠杆式热封仪的温度为150-160℃,压力0.2×104Pa,时间1s;③操作:将试样的粘合层面与PVC片叠合,插入热封仪进行热封,并用标准裁切器切成15mm宽的试样,取中间三条供试验。

2.试验方法与步骤:①调整好拉力试验机并使记录器指针为“零点”。“零点”的调整:试验机指针在“零点”位置时,摆杆应垂直。增减摆事实杆上的重铊,“零点”不变。如发现“零点”不准,找出原因及时调整。一般“零点”不应有以下几种现象:a、加铊越重,指针示值越大。空摆杆与最大铊之间最明显。原因:平衡铊位置不正确,引起摆杆不垂直。调整方法:调整平衡铊至加最大铊与不加铊指示值相同为止。b、加铊越重,指针示值越小,空摆杆与最大铊之间最明显。原因:平衡铊位置不正确,引起摆杆不垂直。调整方法:与上项相反方向调整平衡铊,至加最大铊与不加铊指针示值相同为止。c、不论加哪个铊,指针都不会指零,但位置不变。原因:示值齿轮初始位置不正确。调整方法:调节钢球,至指针指零为止。②设定拉伸速度为200mm/min,将试样中的PVC夹在试验机的上夹,试样中铝箔夹在试验机的下夹,标准剥离角度是180°,试样剥离时,试验机自动记录装置记录剥离负荷和剥离长度,并绘出剥离负荷曲线。

3.试验结果:①以自动记录器所描绘的曲线的平均值为该样的热封强度值(单位N/15mm宽);②热封强度可按式:Q=k·L/b计算

式中:K—剥离曲线上负荷坐标单位长度所代表的投产负荷N

L—剥离曲线上有效剥离长度内负荷坐标的长度mm

b—试样粘结层的宽度mm

用求积仪法计算L时,应精确到0.1厘米,在有效剥离长度内剥离强度的波动超出平均剥离强度的15%,则该试样的试验数据作废。每组试样计算其平均值应取两位有效数字,并应用公式计算出标准偏差。

三、药用铝箔与PVC热封强度试验影响因素:

1.粘接面积:铝箔与PVC的热封强度均以单位面积上的力表示,在试验中,粘接面积的大小对粘接强度是有影响的;粘接面积过小,试样制备不易准确,粘接测量的相对误差也较大,粘接面积增大时,粘接出现缺陷的几率增加,因此测定热封强度时应按要求宽度长度进行制备试样。

2.试样的夹持方法:目前一般用摆锤拉力机测定PVC与铝箔的粘接性能。根据摆锤拉力机的测力原理可以推出试验机所测得的力是试样铅重方向所受的力,如果试样所受的力的方向偏离铅垂方面,那么测得的力是其在铅垂方向的分力,因而要小于试样实际所受的力。换而之,如果试样所受力的作用线偏离通过夹具中心的铅垂线,那么将使试验结果偏低,因此,应使夹具的中心线、试样所受力的作用线、铅垂线三者重合。

3.试验机的拉伸速度:试验机拉伸速度选值不同,其试验数值结果不同,随着拉伸速度的提高,热封强度值随之增大,因此须规定拉力的拉伸速度为200mm/min。

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