電子產品包裝材料的性能分析與測試

　　在信息化極為發達的現代社會，電子產品作為其重要標志發展迅速，尤其是凝聚著最新科技的智能電子產品，如智能手機、電腦、電視遍布生活的各個角落。作為其主要構成，電子元器件在越加精密復雜的同時向著大規模集成電路發展，因此，碰撞、擠壓、潮濕和靜電成為電子產品貯存和運輸中的安全隱患，相應的，包裝的保護性能愈發重要。

　　包裝是電子產品保護和存儲介質，首要功能就是保護電子產品。因此，在電子產品的流通和貯藏過程中，包裝設計應考慮以下幾點：1、需承擔一定外力的碰撞沖擊，防止產品外殼或芯片受損；2、需抵抗堆碼和運輸顛簸帶來的相互擠壓，防止內容物的變形；3、具有抵御霧、露、雨、水蒸氣滲入的能力，減緩電子產品的氧化、生鏽、短路等問題。包裝材料是構成產品包裝的基本因素，其選擇的合理與否直接關系到包裝所呈現的性能，因此，科學的選材對電子產品包裝具有重要意義。

　　電子產品的包裝由外包裝和內包裝共同組成，通常，外包裝以紙箱為主，內包裝由氣泡膜和防潮袋共同構成。

1、紙箱

　　在大型電子產品的包裝中，由瓦楞紙板制成的紙箱是最為常見的外包裝容器。瓦楞紙板經至少一層的瓦楞紙和一層箱板紙粘合而成，具有較好的彈性和延展性。瓦楞紙板的楞形一般為近三角形，並列成一排，相互支橕，從而使瓦楞紙板形成一定的機械強度和抗壓能力，為內容物提供保護和緩沖作用。根據楞形的設計差異，共有ABCEK五種，前四種應用最為廣泛。

　　A型楞是最先發明的一種瓦楞形狀，具有最大的瓦楞間距和高度，單位長度內瓦楞數量最少，這種形狀富有一定的彈性，能發揮良好的緩沖性能，承載較大的沖擊力；B型楞與A型楞截然相反，瓦楞高度最低，單位長度瓦楞密度大，紙板表面平整，具有較高的平壓強度，在外界壓力下不易變形，穩定性好。C型楞的楞高和單位長度內的瓦楞數均介於A型與B型之間，性能也介於二者之間。E型楞的瓦楞楞薄而密，其剛性和強度、手感硬度較好。綜合以上各種楞形的特點，成箱後的抗壓強度從高到低依次為A、C、B、E。在實際應用中，為了獲得更高的抗壓強度，通常采用兩種或三種楞形結合的方式構成三層、五層或七層的瓦楞紙板。

　　除此之外，瓦楞紙箱的抗壓能力還與瓦楞原紙自身的特性，如原紙的定量、緊度、水分和施膠度有著緊密聯系。定量即克重，克重越大、緊度越高、厚度越均勻、水分（9%~12%）和施膠量控制合理，越有利於保障成品紙箱的抗壓強度。於此同時，瓦楞紙箱采用的是吸水性很強的纖維材料，即使原材料水分控制合理，但生產環境、存放環境、使用環境的高濕狀態會促使瓦楞紙箱材料迅速吸濕，從而降低其整體的抗壓強度。綜上所述，瓦楞紙箱的抗壓性能受到多重因素的影響，對於現代企業來說，應加強該性能日常檢測，通過把握力值與變形量的變化曲線，結合各影響因素，進一步完善瓦楞紙箱的質量。實際操作時可參照GB/T 4857.4-2003《包裝 運輸包裝件基本試驗》提供的方法，借助XYD-15K紙箱抗壓機進行測試。

2、氣泡薄膜

　　氣泡膜是以高壓聚乙烯為主要原料，生產過程中添加增白劑、開口劑等輔料，經過高溫230℃擠出吸塑成型氣泡的一種產品。由於氣泡中充滿空氣，所以質輕，富於彈性，具有良好的防震、抗壓、緩沖、防潮之效。氣泡膜在使用中，若包裝物為電子元器件等帶有尖銳邊角的物品時，運輸顛簸和外力裝卸都可能導致氣泡膜被內容物的邊角戳破，從而使氣泡膜的保護作用大打折扣。此種情況反映了氣泡膜的耐穿刺性不甚理想，可以通過XLW電子拉力機檢測材料的穿刺強度來衡量該性能優劣，為氣泡膜的工藝改進提供量化數據參考。具體方法可參考GB/T 10004進行。

　　測定所需的穿刺強度測試裝置分為兩部分：鋼針固定裝置和樣膜固定夾環，如圖2。將直徑為100mm的氣泡膜安裝在樣膜固定夾環上，然後用直徑為1.0mm，球形頂端半徑為0.5mm的鋼針，以（50±5）mm/min的速度去頂刺，讀取鋼針穿透試片的最大負荷。測試試片應5個以上，取其算術平均值。

3、防潮袋

　　對於電子產品來說，水蒸氣是導致電子產品失效，無法正常運轉的最重要因素。當周圍相對濕度超過65%時，水蒸氣會在金屬表面形成一層厚度不足0.01微米的水膜，空氣濕度越高，水膜的厚度越厚。空氣中的CO2、SO2、NO2、H2S等氣體會溶解在水膜中形成電解液，使絕緣介質的絕緣性顯著下降，在金屬材料表面產生化學腐蝕或電化學腐蝕。之後，由於電子產品內外存在一定的水蒸氣壓力差，水蒸氣發生擴散、逐漸滲入電子產品的內部零件中，導致電磁性器件的絕緣率下降發生短路、腐蝕金屬材料和接觸性原件的表面，影響電子器件的性能和機械強度等。因此，防潮成為電子產品包裝的首要解決的問題。

　　防潮袋的出現有效的解決了這個問題。防潮袋采用了具有一定水蒸氣阻隔性能的材料對電子產品進行包裝，以減緩外界水蒸氣的滲入，降低濕度變化對電子產品的影響。可見，袋體的水蒸氣透過性能的優劣直接關系到防潮效果能否達到預期。影響包材透濕性的因素很多，例如環境濕度、材料親水性與否、化學結構、結晶度、厚度、密度、添加劑、增塑劑等等，因此，在多重因素的影響下，最佳的判斷方式是利用試驗法直接測定防潮袋材料的水蒸氣透過率，測試方法以稱重法和傳感器法應用最多。

　　稱重法指的是在規定的溫度條件下，在試樣兩側保持一定的水蒸氣壓差，然後利用稱重傳感器或分析天平把透濕杯的重量變化“稱”出來，再根據試樣的面積、厚度、稱量間隔時間以及試樣兩側的濕度差計算出材料的透濕性能參數。稱重法的應用可以追溯到1953年制定的ASTM E96，這是最早的稱重法透濕性測試標准。經過數十年的不斷應用與完善，稱重法已經成為當今國際透濕性測試的仲裁方法。

　　與稱重法並列而論的是傳感器法，根據使用的傳感器類型不同，包括動態相對濕度檢定法、紅外檢定法和電解法。該類方法的試驗環境與稱重法較為一致，測試速度快，測試過程穩定，分辨率高，影響因素少，因此這類測試方法更適用於快速測定高阻隔性塑料薄膜、薄片以及含有塑料的多層結構材料的水蒸氣透過性能。對於防潮袋來說，建議采用電解傳感器法更為合適，儀器可選用W3/330水蒸氣透過率測試系統。

　　電解傳感器法使用電解池作為濕度傳感器，設備的滲透腔被防潮袋材料試樣分成一個乾腔和一個濕度可控的濕腔，水蒸氣從濕腔滲透通過試樣進入乾腔後會被載氣氣流攜帶至電解池中，由電解池測量載氣的濕度並輸出電信號，然後計算可得試樣的水蒸氣透過率。測試過程如圖3-6。

　　隨著電子產品經歷新一輪的銷售熱潮，商品質量狀態越來越多的引起人們的關注。其包裝的基礎性能無論對商品保質還是流通貯藏都有著十分重要的現實意義。通過對電子產品各層包裝關鍵性能進行分析和日常檢測，能確保其在在流通過程中發揮理想的功用，大大提高電子產品的安全性和可靠性。