一、實驗目的

1. 評估餐盒材料在快速溫度變化下的物理性能，包括強度、韌性、變形程度等。

2. 檢測餐盒材料的密封性能在溫變過程中的變化，確保食品儲存的密封性。

3. 分析餐盒材料的化學穩(wěn)定性，觀察在快速溫變條件下是否有有害物質(zhì)釋放。

4. 考察餐盒材料的耐溫性能，確定其在高溫和低溫極端條件下的適用性。

5. 研究餐盒材料在快速溫變循環(huán)后的整體使用性能和壽命影響。

二、實驗設(shè)備

1. 快速溫變測試設(shè)備

• 溫度范圍：能夠?qū)崿F(xiàn)從 [低溫度值] 到 [高溫度值] 的快速溫度變化，涵蓋餐盒實際使用中可能遇到的溫度范圍，如從冰箱冷藏溫度（約 - 20℃）到微波爐加熱溫度（約 120℃）甚至更高。溫度精度為 ±[溫度精度值]℃，以確保準確控制測試溫度。

• 溫變速率：可調(diào)節(jié)的溫變速率范圍應能滿足實驗要求，例如能夠?qū)崿F(xiàn) [小溫變速率值]℃/min 到 [大溫變速率值]℃/min 的變化，以模擬不同場景下的快速溫度變化情況。常見的溫變速率如 5℃/min、10℃/min、20℃/min 等，可根據(jù)實際需要進行選擇和設(shè)置。

• 箱體結(jié)構(gòu)：具有良好的隔熱性能和均勻的溫度分布系統(tǒng)，確保餐盒樣品在測試過程中各部位能均勻受熱或冷卻。設(shè)備內(nèi)部配備有樣品放置架和溫度傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)測箱內(nèi)不同位置的溫度變化，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)進行記錄和分析。

• 控制系統(tǒng)：能夠精確設(shè)定溫度變化曲線、溫變速率和循環(huán)次數(shù)等參數(shù)，并自動控制設(shè)備的運行。具備數(shù)據(jù)采集和存儲功能，可記錄整個測試過程中的溫度數(shù)據(jù)和時間信息，以便后續(xù)分析使用。同時，設(shè)備應具有安全保護裝置，如過溫保護、漏電保護等，確保實驗過程的安全可靠。

2. 力學測試設(shè)備

• 萬能材料試驗機：用于測試餐盒材料的拉伸強度、壓縮強度、彎曲強度和斷裂韌性等力學性能。根據(jù)餐盒材料的特性和預期的力學性能范圍，選擇合適的試驗機量程和加載速率。試驗機應具備精確的力傳感器和位移傳感器，能夠準確測量加載過程中的力和位移變化，從而計算出材料的各項力學性能指標，精度為 ±[力學測量精度值]。

• 沖擊試驗機：評估餐盒材料在快速溫度變化后的抗沖擊性能?？刹捎脭[錘式?jīng)_擊試驗機或落錘式?jīng)_擊試驗機，根據(jù)材料的類型和測試標準選擇合適的沖擊方式和能量范圍。沖擊試驗機應能夠準確測量沖擊過程中的能量吸收和材料的破壞模式，以評估餐盒材料在受到瞬間沖擊時的韌性和可靠性。

3. 密封性能測試裝置

• 氣密檢測儀：通過向密封的餐盒內(nèi)部充入一定壓力的氣體（如空氣或氮氣），然后檢測氣體泄漏量來評估餐盒的密封性能。氣密檢測儀應具備高精度的壓力傳感器和流量傳感器，能夠準確測量氣體壓力和泄漏流量。根據(jù)餐盒的使用要求和標準，設(shè)定合適的檢測壓力和泄漏閾值，當檢測到的泄漏流量超過閾值時，判定餐盒密封不合格。檢測壓力可在 [小檢測壓力值] kPa 到 [大檢測壓力值] kPa 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以適應不同類型餐盒的密封性能測試需求。

• 水中減壓法密封測試裝置（可選）：將密封好的餐盒放入裝滿水的容器中，然后通過減壓裝置降低容器內(nèi)的壓力，觀察餐盒周圍是否有氣泡冒出。這種方法可以直觀地檢測餐盒在負壓環(huán)境下的密封性能，尤其適用于一些需要在真空包裝或類似負壓條件下使用的餐盒。減壓速率和壓力范圍可根據(jù)實際測試要求進行調(diào)整，一般減壓速率可控制在 [減壓速率值] kPa/min 左右，壓力范圍可從常壓降至 [低測試壓力值] kPa。

4. 化學分析儀器

• 氣相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC - MS）：用于檢測餐盒材料在快速溫變過程中可能釋放出的揮發(fā)性有機化合物（VOCs）和有害物質(zhì)。將經(jīng)過溫變處理的餐盒樣品放置在特定的采樣容器中，通過加熱或其他方式使樣品中的揮發(fā)性物質(zhì)釋放出來，然后用載氣將其帶入氣相色譜儀進行分離，再進入質(zhì)譜儀進行檢測和分析。GC - MS 能夠準確識別和定量分析各種有機化合物，檢測限可達到 [檢測限濃度值]μg/kg 以下，能夠滿足對餐盒材料中微量有害物質(zhì)檢測的要求。

• 原子吸收光譜儀（AAS）或電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP - MS）：如果餐盒材料中可能含有重金屬元素（如鉛、鎘、汞等），可使用這些儀器對溫變處理后的樣品進行重金屬含量分析。將樣品消解處理后，制成合適的溶液，然后利用儀器測量溶液中重金屬元素的濃度。AAS 和 ICP - MS 具有高靈敏度和準確性，能夠檢測到極低濃度的重金屬元素，檢測精度可達到 [重金屬檢測精度值]μg/L 以下，確保餐盒材料的重金屬含量符合相關(guān)衛(wèi)生標準和法規(guī)要求。

• 高效液相色譜儀（HPLC）：對于一些可能在溫變條件下產(chǎn)生或釋放的有機小分子化合物（如某些添加劑的降解產(chǎn)物、食品殘留物等），可以采用高效液相色譜儀進行分析。HPLC 能夠根據(jù)化合物的極性和分子大小等特性進行分離和檢測，具有較高的分辨率和靈敏度。通過選擇合適的色譜柱和檢測波長，能夠準確測定目標化合物的含量和純度，為評估餐盒材料的化學穩(wěn)定性和衛(wèi)生安全性提供重要依據(jù)。

5. 顯微鏡及圖像分析系統(tǒng)

• 光學顯微鏡或電子顯微鏡：用于觀察餐盒材料在快速溫變前后的微觀結(jié)構(gòu)變化。通過顯微鏡可以觀察到材料的表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)、相分布以及可能出現(xiàn)的裂紋、孔洞等缺陷。對于一些高性能的電子顯微鏡，還可以進行微觀區(qū)域的成分分析和結(jié)構(gòu)表征，進一步深入了解材料性能變化的微觀機制。根據(jù)餐盒材料的特性和需要觀察的微觀結(jié)構(gòu)尺度，選擇合適的顯微鏡類型和放大倍數(shù)，一般光學顯微鏡的放大倍數(shù)可在 100 - 1000 倍之間，電子顯微鏡的放大倍數(shù)則可高達數(shù)萬倍甚至更高。

• 圖像分析軟件：與顯微鏡配套使用，用于對顯微鏡拍攝的圖像進行處理和分析?？梢詼y量微觀結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀、面積等參數(shù)，統(tǒng)計缺陷的數(shù)量和分布情況，以及對材料的微觀組織進行定量分析。圖像分析軟件能夠提高微觀結(jié)構(gòu)觀察和分析的效率和準確性，為評估餐盒材料的性能變化提供更詳細和客觀的數(shù)據(jù)支持。

三、樣品準備

1. 餐盒材料選取

• 選擇市面上常見的不同材質(zhì)的餐盒作為測試樣品，涵蓋塑料（如聚丙烯 PP、聚乙烯 PE、聚苯乙烯 PS 等）、紙質(zhì)（如紙盒、紙漿模塑餐盒等）、金屬（如不銹鋼、鋁箔餐盒等）以及復合材料（如塑料與紙質(zhì)復合、塑料與金屬復合等）等多種類型。每種材質(zhì)選取多個不同品牌和規(guī)格的餐盒，以代表該材質(zhì)餐盒的一般性能和質(zhì)量水平。

• 對選取的餐盒進行詳細記錄，包括材質(zhì)類型、品牌名稱、產(chǎn)品型號、生產(chǎn)日期、批次號等信息。同時，獲取餐盒材料的相關(guān)技術(shù)資料，如材料成分、生產(chǎn)工藝、性能指標等，以便在實驗結(jié)果分析中參考。

2. 樣品預處理

• 在進行實驗前，將餐盒樣品在常溫常壓下放置 [預處理時間]，使其達到環(huán)境平衡狀態(tài)。然后對餐盒進行清潔處理，去除表面的灰塵、污漬和其他可能影響測試結(jié)果的雜質(zhì)。對于塑料餐盒，可使用溫和的洗滌劑清洗后用清水沖洗干凈并晾干；紙質(zhì)餐盒可輕輕擦拭表面；金屬餐盒可采用適當?shù)那鍧崉┎潦煤蟛粮伞?/p>

• 對清潔后的餐盒樣品進行外觀檢查，確保無明顯的缺陷、破損或變形。使用量具（如卡尺、直尺等）測量餐盒的尺寸（長、寬、高、壁厚等），記錄初始尺寸數(shù)據(jù)，以便后續(xù)觀察在溫變過程中是否發(fā)生尺寸變化。同時，對餐盒的密封部件（如蓋子的密封圈、密封扣等）進行檢查，確保其完好無損且安裝正確，密封性能符合產(chǎn)品設(shè)計要求。

四、測試條件與步驟

（一）快速溫變環(huán)境設(shè)置

1. 溫變曲線設(shè)定

• 根據(jù)餐盒的實際使用情況和預期的溫度變化場景，設(shè)計合適的溫變曲線。例如，一種常見的溫變曲線可以是先將溫度從常溫（如 25℃）迅速降至低溫（如 - 20℃），保持一定時間（如 [低溫保持時間] min）后，再快速升溫至高溫（如 120℃），同樣保持一定時間（如 [高溫保持時間] min），然后又降溫至常溫，如此循環(huán)進行 [循環(huán)次數(shù)] 次。也可以根據(jù)需要設(shè)置其他更復雜的溫變曲線，如多階段的溫度變化、不同的溫變速率組合等，以更全面地模擬餐盒在實際使用中可能遇到的溫度變化情況。

• 在快速溫變測試設(shè)備的控制系統(tǒng)中，輸入設(shè)定的溫變曲線參數(shù)，包括溫度的起始值、終止值、每個階段的保持時間、溫變速率以及循環(huán)次數(shù)等。確保設(shè)備能夠按照設(shè)定的曲線準確運行，并在運行過程中實時監(jiān)測和記錄溫度變化情況。

2. 樣品安裝與放置

• 將準備好的餐盒樣品放置在快速溫變測試設(shè)備的樣品架上，確保樣品放置平穩(wěn)且不受其他物品干擾。對于一些需要密封測試的餐盒，在安裝樣品時要按照正常使用方式將蓋子蓋好，并確保密封部件安裝到位。如果有多個樣品同時進行測試，要保證樣品之間有足夠的空間，以確保溫變過程中空氣能夠均勻流通，使每個樣品都能受到相同的溫度變化條件。

• 在餐盒內(nèi)部和外部合適的位置粘貼溫度傳感器（如熱電偶或熱敏電阻），用于實時監(jiān)測餐盒在溫變過程中的實際溫度變化。將溫度傳感器的信號線連接到設(shè)備的溫度采集系統(tǒng)上，以便在測試過程中同時記錄餐盒內(nèi)外不同部位的溫度數(shù)據(jù)。這些溫度數(shù)據(jù)將用于驗證設(shè)備設(shè)定的溫變曲線是否準確地在餐盒上實現(xiàn)，以及分析餐盒在不同溫度條件下的性能響應。

（二）物理性能測試

1. 力學性能測試

• 使用沖擊試驗機對餐盒材料進行沖擊強度測試。根據(jù)材料的類型和測試標準，選擇合適的沖擊方式（如懸臂梁式?jīng)_擊、簡支梁式?jīng)_擊或落錘沖擊等）和沖擊能量范圍。將制備好的沖擊試樣安裝在試驗機上，進行沖擊試驗，記錄試樣在沖擊過程中吸收的能量（單位為 J），并計算沖擊強度（單位為 kJ/m2）。每個材質(zhì)的餐盒至少測試 [測試次數(shù)] 個試樣，取平均值作為溫變前后的沖擊強度結(jié)果。

• 分析沖擊強度在快速溫變后的變化情況，評估餐盒材料在受到瞬間沖擊載荷時的韌性和抗破壞能力。沖擊強度的降低可能意味著餐盒在遇到意外碰撞或跌落等情況時更容易破裂，影響其使用安全性。

• 采用三點彎曲或四點彎曲的方式對餐盒材料進行彎曲強度測試。從樣品上制備出長條狀的彎曲試樣，將其放置在彎曲強度測試裝置上，跨距設(shè)置為 [跨距值] mm。以一定的加載速率（如 [彎曲速度值] mm/min）在試樣中部施加向下的力，記錄力 - 位移曲線，直至試樣斷裂或達到規(guī)定的彎曲變形程度。根據(jù)曲線計算彎曲強度（單位為 MPa），每種材質(zhì)的餐盒測試 [測試次數(shù)] 個試樣，并取平均值作為溫變前后的彎曲強度結(jié)果。

• 觀察彎曲強度在快速溫變后的變化趨勢，評估餐盒材料在彎曲載荷下的性能穩(wěn)定性。彎曲強度的改變可能影響餐盒的使用可靠性，尤其是在運輸或使用過程中可能受到彎曲應力的情況下。

• 對于一些可能承受壓力的餐盒（如堆疊存放時），進行壓縮強度測試。從餐盒上切割出合適尺寸的立方體或圓柱體試樣，將其放置在萬能材料試驗機的壓縮平臺上。以一定的加載速率（如 [壓縮速度值] mm/min）對試樣施加垂直壓力，記錄壓力 - 位移曲線，直到試樣發(fā)生明顯變形或破壞。根據(jù)曲線計算出試樣的壓縮強度（單位為 MPa），同樣每個材質(zhì)的餐盒測試 [測試次數(shù)] 個試樣，取平均值作為溫變前后的壓縮強度結(jié)果。

• 分析壓縮強度在溫變后的變化情況，判斷餐盒材料在承受壓力方面的性能是否受到快速溫度變化的影響。壓縮強度的下降可能導致餐盒在實際使用中容易變形或損壞，影響其堆碼和儲存性能。

• 在快速溫變循環(huán)試驗前后，分別從不同材質(zhì)的餐盒樣品上裁剪出符合標準要求的拉伸試樣（如啞鈴狀試樣）。使用萬能材料試驗機對試樣進行拉伸測試，設(shè)置合適的拉伸速度（如 [拉伸速度值] mm/min）和夾具間距。在測試過程中，記錄試樣的力 - 位移曲線，直至試樣斷裂。從曲線中獲取試樣的拉伸強度（單位為 MPa）和斷裂伸長率（%）等力學性能指標。每個材質(zhì)的餐盒至少測試 [測試次數(shù)] 個試樣，取平均值作為該材質(zhì)餐盒在溫變前后的拉伸強度和斷裂伸長率結(jié)果。

• 通過比較溫變前后的拉伸強度和斷裂伸長率變化，評估餐盒材料在快速溫度變化下的力學性能穩(wěn)定性。如果拉伸強度下降明顯或斷裂伸長率大幅減小，說明材料在溫變過程中可能發(fā)生了老化、脆化或內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷等情況，影響其使用強度和韌性。

• 拉伸強度和斷裂伸長率測試

• 壓縮強度測試

• 彎曲強度測試

• 沖擊強度測試

2. 尺寸變化測量

• 在快速溫變循環(huán)試驗前后，使用精度為 ±[尺寸測量精度值] mm 的量具（如卡尺、千分尺等）對餐盒的關(guān)鍵尺寸進行測量，包括長度、寬度、高度、壁厚以及密封部位的尺寸等。每個尺寸至少測量 [測量次數(shù)] 個不同位置，取平均值作為該尺寸的測量結(jié)果。

• 計算溫變后餐盒尺寸相對于初始尺寸的變化率（%），分析尺寸變化的規(guī)律和趨勢。如果餐盒在溫變過程中出現(xiàn)較大的尺寸變化，可能會影響其與其他包裝設(shè)備或容器的適配性，以及密封性能和使用功能。對于一些尺寸變化敏感的餐盒（如精密設(shè)計的塑料餐盒或需要與特定設(shè)備配合使用的餐盒），要特別關(guān)注尺寸穩(wěn)定性，以確保在不同溫度條件下仍能正常使用。

標簽：立式快速溫變試驗箱現(xiàn)貨快速溫變試驗箱振動臺