缓冲材料包装设计
缓冲包装：用缓冲材料或其它缓冲元件保护内容产品，避免过量冲击而导致损坏的一种技术。
组成：外容器+缓冲介质层+内容产品（作为介质的缓冲包装材料决定了缓冲包装的主要原因）。
按品质分类
纤维类
纤维形结构：木屑，纸制品，纸浆模，纸屑，稻草，瓦楞纸等；
动物纤维：毛皮，羊毛，羽毛，毛毡等；
矿物纤维：石棉，玻璃纤维等；
泡沫类
天然泡沫材料：软木等；
合成泡沫材料：泡沫金属，泡沫塑料等；
弹簧类：金属丝弹簧，板弹簧，橡胶弹簧等；
按物理形态分：预制成型的各种螺母、垫块、垫圈等；
现场发泡；散状填料，如灰尘，刨花等。
对缓冲材料的要求
1.良好的弹性和恢复性；
2.良好的缓冲性能，能以较小的密度吸收较大的冲击能量；
3.良好的阻尼性能，以损耗包装系统的震动能量缓冲包装设计手册，起隔振或减振作用；
4.成本低，容易采购；
5.温湿度稳定性；
6.破碎和减耗性：缓冲体受损或破碎——缓冲失效——破碎的游粒进入制品———影响品质——破碎性越小越好；
7.氢离子温度：Ph值在6.2~8.0内缓冲包装设计手册，否则受潮后形成温度——腐蚀制品；
8.化学稳定性：保持抵抗霉变、耐药物、耐油污的能力；
9.工艺性：加工性能（打孔、切割），热熔性（铸型成型），不形成尘沫飞扬及刺激性气味；
10.吸潮性：吸潮，缓冲效果差，金属腐蚀，吸潮性越小越好；
11.废弃性：废弃物要容易处理，便于销毁；
12.良好的弹性和恢复性。
缓冲材料的力学性质
弹性是材料具备缓冲能力的基本条件。
缓冲材料：线弹性材料非线弹性材料（通常缓冲材料都处于弹性、塑性和粘滞阻尼相交汇的流变状态）缓冲材料的诸多弹性状况，可用力——变形曲线来描述。为提升材料的韧性，改善缓冲性能——对实体材料进行发泡。
发泡材料的特性：变形泊松比=0，即在受压方向（纵向）变形时，横向不变形；——理想的缓冲衬垫重要的条件之一。实体则不同，如塑料块，变形泊松比=0.5。受拉伸和受压缩时，变形状况与实体材料有巨大不同。材料不同，发泡方法不同——气泡的颜色、尺寸和分布也就不同，导致同一材料变形的方向性变化。纤维材料或制备塑料——弹性的方向性变化。
影响缓冲系数的诱因
缓冲系数受材料性质和外界条件有关。
外界条件
试验方式：静态压缩速率的影响。
动态非弹性阻尼的大小与材料的形变速率成正比。
温度：温度下降缓冲系数的最小值减少。
预处理：预处理后缓冲系数的最小值降低，——材料的力学松弛造成的。
缓冲材料的全面评价
冲击能量的吸收性——有效地降低传递到内装产品上的冲击。并非吸能大的材料就必定满足缓冲要求——综合考量材料、体积、产品尺寸、冲击力的大小——吸收能量与冲击能量相适应。
弹性大的硬性材料，吸能多——产品重量大、受冲击力大的场合。
弹性小的软性材料，吸能少——产品总量小、受冲击力小的场合。
振动能量的吸附性——避免共振
缓冲材料的释放率Tr：材料的成份、密度、工艺条件、温度、阻尼——将材料的振动能量转换为热能和塑性形变能,形成对振动的衰减。
缓冲材料名称阻尼比
聚乙烯或酚醛乙烯泡沫橡胶0.08-0.20
聚氨酯泡沫橡胶0.10-0.50
橡胶0.02-0.16
硅橡胶0.11-0.23
钢质螺旋弹簧0.008-0.016
回弹性
定义——缓冲材料在受冲击和振动的状况下,具备的修复原先长度和颜色的素质,称为回弹性。
回弹性差的材料几次冲击后—结构重量差异较大—影响缓冲性能——破损；几次冲击后—材料重量变小,空隙加大—二次冲击—破损。
•吸收能量大而回弹性能差的材料,一般不宜作缓冲材料。
•回弹性差的材料可用于仅出现一次大冲击的场合,利用塑性变形吸收冲击能量。
•回弹性：
To——压缩前的原始长度；Ts——压缩后的厚度。
通过材料静压试验检测，其压缩量一般取原始长度的20%，并连续加载24小时。
•预处理（预压缩,使之出现塑性变形）——防止二次冲击。预压缩之后应力曲线的差异。
蠕变性
•定义——指缓冲材料在得到静外力作用下,随着时间的减短使变形相应减少的一种现象。
•包装件大量储存——缓冲材料形成应力——结构重量变小,产生空隙——产品损坏率攀升。要求良好的抗蠕变性能。
•蠕变率：
蠕变影响因素：材料性能；外力的大小、作用时间；环境湿度。温度下降、外力增大,蠕变速率也相应加快。
温度稳定性
•缓冲材料的生物性能与环境浓度密切相关；
•热塑性材料高温，很硬的玻璃态，弹性应力很大
高温，较软的高弹态。
•热固性材料——性能？如何成为缓冲材料？与热塑性材料有何区别？
•选择的缓冲材料应在较大的使用频率范围内，保持其缓冲性能不变。
常见缓冲材料的最低使用温度
缓冲材料最低使用频率（℃）
聚氨酯泡沫材料-30
聚苯乙烯泡沫材料-20
聚乙烯泡沫材料-50
动物纤维-40
泡沫橡胶-20
湿度稳定性
•许多缓冲材料是容易吸水的。吸收的水质决定于环境的相对湿度；
•缓冲材料吸水后，缓冲性能会得到很高影响。——金属制品锈蚀，瓦楞纸板强度增加。——防潮处理。
耐破损性
•缓冲材料在冲击和震动作用下——破损；
•缓冲材料在得到反复的冲击与振动时——与内装物常常接触并摩擦，会造成碎片和污垢——表面破坏，粉尘等；
要求一定的硬度、耐磨损和耐蚀性。
化学稳定性
影响化学稳定性的诱因：
材料的性能；
化学结构和成分；
使用温度。
缓冲材料应有：
较好的化学稳定性；
耐油、耐酸、耐碱和抗微生物的侵蚀；
与内装物的化学成分相适应；
PH值应在6.0-8.0范围内。
物理相容性
缓冲材料与内装产品是直接接触，二者的物理性质应相适应，避免出现有害的物理作用。表面磨擦，摩擦造成静电，吸附尘土或其他物质等。
缓冲包装的形式
缓冲包装的定义：以缓和冲击为目的的包装。
常见方式：用有弹性的材料或弹性元件作缓冲衬垫，吸收冲击能量，延长内装产品承受冲击脉冲作用的时间。
缓冲包装的分类：全面缓冲包装。
局部缓冲包装
悬浮式缓冲包装
一.全面缓冲包装特点
1.对产品进行全面缓冲防护；
2.减小材料重量和包装件体积；
3.适合小批量产品包装；
4.丝状、薄片状或粒状材料或现场发泡。
二。局部缓冲包装特点
1.在受力或易损部位进行缓冲；
2.厚度可变；
3.节省包装材料；
4.适于大批量形状不规则产品的包装,应用最广。
确定设计的基本参数
产品体积、结构样式和重量，代表流通环境条件的等效跌落高度。
a.经验公式法
人工装卸中，包装件的跌落高度与长度的关系式：
h=300×W-1/2
h—跌落高度，cm
W—重量，Kg（>16kg）
b.标准量值法（按照产品体积、最大长度范围及运输条件直接查表）
国标.5—84跌落试验高度
中国自由跌落试验条件
美国军用标准MIL—P—116H自由跌落试验条件。
代表产品特点的脆值参数
a.试验法：通过脆值试验，再依照价值大小、强度偏差、重要程度，考虑运输中受损的风险度，确定许用脆值。
b.标准量值法
美国军用标准
美国MTS标准
日本防卫厅规格NDS
英国综合防护手册
根据产品属性、价值大小、重要程度，综合各国标准确定一个合理的许用脆值。
c.理论计算法：根据产品结构、尺寸、材料特征，用化学模型计算公式出产品的脆值。
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