隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展，真空包裝已成為延長肉類保質(zhì)期、抑制微生物生長、保持色澤與風(fēng)味的重要手段。作為直接接觸食品的屏障材料，塑料包裝薄膜不僅需具備良好的阻隔性、熱封性和透明度，更關(guān)鍵的是要擁有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，尤其是抗穿刺性能——以抵御運(yùn)輸、堆碼、搬運(yùn)過程中尖銳骨刺或外部異物造成的破損風(fēng)險(xiǎn)。一旦包裝被刺穿，真空失效將迅速導(dǎo)致肉品變質(zhì)，造成經(jīng)濟(jì)損失甚至食品安全隱患。

塑料薄膜拉力機(jī)通常用于測(cè)試材料的拉伸、撕裂等性能，但通過配置專用穿刺夾具和探頭，也可高效、精準(zhǔn)地完成塑料薄膜的抗穿刺強(qiáng)度測(cè)試。本文將系統(tǒng)介紹利用拉力機(jī)對(duì)肉類真空包裝用塑料薄膜進(jìn)行抗穿刺性能檢測(cè)的方法、標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)設(shè)置及結(jié)果分析。

一、抗穿刺性能的重要性

肉類（尤其是帶骨禽畜肉、分割肉塊）在包裝后常存在尖銳骨端或肌腱突起，在抽真空過程中會(huì)緊貼內(nèi)膜形成局部應(yīng)力集中。若薄膜抗穿刺能力不足，極易在生產(chǎn)、冷鏈運(yùn)輸或貨架陳列階段發(fā)生微孔或破裂，破壞真空環(huán)境。因此，抗穿刺強(qiáng)度是評(píng)估肉類真空包裝膜可靠性的重要力學(xué)指標(biāo)之一。

二、測(cè)試原理與設(shè)備要求

1. 測(cè)試原理

抗穿刺測(cè)試模擬尖銳物體垂直刺入薄膜的過程。將試樣夾持于環(huán)形夾具中，由下方或上方的特定形狀探頭（如球形、針形）以恒定速度垂直穿刺，記錄刺破瞬間的力值（即穿刺力）及穿刺過程中的能量吸收（穿刺功），從而量化薄膜抵抗局部穿透的能力。

2. 設(shè)備：塑料薄膜拉力機(jī)

• 主機(jī)類型：單柱或雙柱電子試驗(yàn)機(jī)，量程建議0–500 N（高靈敏度）；

• 負(fù)荷傳感器：精度優(yōu)于±0.5%，推薦使用50 N或100 N小量程傳感器以提高分辨率；

• 穿刺夾具：

• 試樣夾持環(huán)：內(nèi)徑通常為44 mm、88 mm等（依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)）；

• 穿刺探頭：常用球形探頭（如Φ1.0 mm、Φ1.6 mm不銹鋼球）或圓錐形探頭；

• 控制與采集系統(tǒng)：支持設(shè)定速度、自動(dòng)識(shí)別峰值力、繪制力-位移曲線。

注：盡管名稱含“拉力機(jī)"，但通過更換夾具，該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)壓縮、穿刺、剝離等多種模式。

三、相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

目前國內(nèi)外針對(duì)塑料薄膜抗穿刺性能的主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

• GB/T 10004—2008《包裝用塑料復(fù)合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》

• （附錄中規(guī)定了穿刺強(qiáng)度測(cè)試方法）

• QB/T 2358—1998《塑料薄膜包裝袋熱合強(qiáng)度試驗(yàn)方法》（部分企業(yè)擴(kuò)展用于穿刺）

• ASTM D3420 – Standard Test Method for Pendulum Impact Resistance of Plastic Film（擺錘法，非拉力機(jī)法）

• ISO 7765-2:1998（適用于塑料薄膜穿刺，但多用于農(nóng)業(yè)膜）

實(shí)際應(yīng)用中，許多肉類包裝企業(yè)參考 GB/T 10004 并結(jié)合內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)制定穿刺測(cè)試規(guī)程。

四、測(cè)試方法與操作流程

1. 試樣制備

• 從成品真空包裝袋或卷膜上裁取平整、無皺折的區(qū)域；

• 裁成圓形或方形試樣（通常直徑≥60 mm，確保能被夾具固定）；

• 每組測(cè)試不少于5個(gè)平行樣；

• 測(cè)試前在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（23±2°C，50±5% RH）下狀態(tài)調(diào)節(jié)≥4小時(shí)。

2. 儀器設(shè)置（以典型拉力機(jī)為例）

• 測(cè)試模式穿刺（Compression 或 Penetration）

• 探頭類型不銹鋼球形探頭，Φ1.0 mm 或 Φ1.6 mm

• 穿刺速度100 mm/min（GB/T 10004 推薦）或 50–300 mm/min（依企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）

• 觸發(fā)力0.1–0.5 N（確保接觸即開始記錄）

• 采樣頻率≥200 Hz

• 夾具內(nèi)徑44 mm（常用）

3. 測(cè)試步驟

• 安裝穿刺夾具與探頭；

• 將試樣平整夾入環(huán)形夾具，避免預(yù)張力或松弛；

• 啟動(dòng)軟件，設(shè)定參數(shù)并歸零；

• 開始測(cè)試，探頭勻速下行直至刺穿薄膜；

• 系統(tǒng)自動(dòng)記錄穿刺力（N）和力-位移曲線；

• 更換新試樣，重復(fù)測(cè)試。

五、影響因素與注意事項(xiàng)

1. 薄膜厚度：厚度增加通常提升穿刺力，但非線性關(guān)系；

2. 材料組成：PA、EVOH、離子型聚合物等可顯著改善抗穿刺性；

3. 溫度影響：低溫下（如0~4°C冷藏環(huán)境）薄膜變脆，穿刺強(qiáng)度下降，建議在模擬實(shí)際儲(chǔ)存溫度下測(cè)試；

4. 探頭形狀與尺寸：球徑越小，應(yīng)力越集中，測(cè)得力值越低；

5. 夾持松緊度：過松導(dǎo)致試樣滑移，過緊可能預(yù)損傷薄膜。

塑料薄膜拉力機(jī)通過配置穿刺附件，已成為肉類真空包裝抗穿刺性能檢測(cè)的高效工具?？茖W(xué)規(guī)范地開展此項(xiàng)測(cè)試，不僅能有效預(yù)防包裝破損風(fēng)險(xiǎn)，還可為材料選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制提供數(shù)據(jù)支撐。