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第一节玻璃包装容器性能测试医药包装、食品包装、饮料及酒类包装、易腐蚀物品优点：化学性能稳定、表面光滑、硬度高、不易污染、长期使用材质变化小，可回收使用。缺点：容易破碎。强度要求高。抗压，不抗拉。玻璃包装容器破裂图（P114图4－1）。(a)内压破裂，（b）外部冲击破裂，（c）跌落冲击破裂（d）热冲击破裂，（e）（f）水冲击破裂一、玻璃包装容器理化学性能测试•物理性能检验：外观质量，耐压，耐冲击，应力•医药瓶：耐久性，强度，密封性，瓶口光滑性•酒瓶：色调，防紫外线•含气饮料瓶，啤酒瓶：耐内压强度，耐热冲击性•1.外观质量检验•外观缺陷：口部变形，瓶口内径差，表面粗糙，壁厚不均，凹凸不平，气泡，伤痕，螺纹台阶缺口及圈数不对。•目测，简单量具（卡规、环规），自动检测机•2.耐内压强度试验•是对玻璃容器内装物引起的压力形成的内部破坏作用做强度测试。•含气饮料，内压强度与温度、冲击、容器自身形状、壁厚、回收使用时间长短有关。•国际标准，充气瓶1.6MPa；国家标准，充气瓶1.2MPa，一般玻璃瓶0.7MPa•瓶型越复杂，内压强度越低。圆：100％，椭圆：50％，方：10～25％•－玻璃强度，为6.37×107Pa。•D－瓶身内径，mm，δ－瓶壁厚度，mm。][2maxDP•日本碳酸饮料瓶内压强度指标：内装物压力（Pa）20℃1min耐内压强度（Pa）21.6×104以下9.31×105以上（24.5~39.2)×10414.7×105以上(39.2~49)×10419.6×105以上•（1）试验原理与设备•均匀加压，直到预定值或发生破裂为止。•设备：耐内压强度试验机：压力指示灯，定时器，气缸，压力计，压力管，衬垫，夹板，水。•（2）试验方法•①在瓶内装满水，使水面保持在瓶口部位，压紧密封装置，加盖防护罩。•②开动加压装置，通过水对压力的传递来产生内压直到预定载荷值或发生破裂为止。•试验装置：玻璃瓶内压力试验机（气－液压装置、夹持装置、压力显示部件、安全框等组成）图4－24内压强度试验原理1－压力指示灯2－定时器3－启动按钮4－电机5－气缸6－压力计7－压力管8－衬垫9－水10－夹板•3.垂直载荷强度试验（图5－34）•垂直载荷强度通常在瓶肩部外表面产生最大拉应力，随瓶肩形状的变化而变化。普通瓶堆码时400~50000N，开盖时1000~2000N。溜肩，平肩。•设备：气压装置、夹持、压力显示、安全框等组成。•试验方法：•把试样瓶夹在平台和气缸之间，由气缸对瓶加压，记录瓶破坏时的载荷。试验时应安装树脂挡板，以免瓶碎伤人，应对整个瓶子均匀加载。•4.耐冲击强度试验•瓶侧壁受到冲击常产生3种应力：如图4－5。•（1）局部应力。导致局部凹陷，四周产生抗拉应力，造成锥部伤痕或破损，但破瓶现象少。•（2）弯曲应力。整个瓶壁因冲击而发生弯曲，内部产生拉应力。因瓶内表面一般无伤痕，引起瓶破损现象少。•（3）扭转应力。在离冲击点45°处产生应力，虽然较前两种应力值小约20%，但因瓶外常有伤痕，容易产生破瓶。实际破瓶几乎由扭转应力引起。•冲击强度和剥离瓶壁厚度的关系如图4－7。•试验方法有机械冲击、运行冲击、斜面冲击、耐热冲击试验。图4－7冲击强度与壁厚的关系曲线•4.1摆锤冲击试验法•通过性试验:将试样放置在支撑台上，紧靠后支座；上下调整支承台，将打击部位调节到需要检测的部位后，水平方向调节支承台，使摆锤处于自由静止状态，打击物轻微触及试样瓶表面，以规定的冲击能量重复打击瓶身周围相距约120°的3个点。检查瓶子有无破坏。•递增性试验：提高冲击能量，重复试验，直到瓶子破坏，记录破瓶冲击力。•仪器：摆锤、夹持、升降机构。图4－8摆锤冲击试验装置1－水平方向调节手柄2－卡板3－平台高度调节手柄4－试验瓶5－刻度盘6－保持子7－打击物8－升降平台•4.2运行冲击试验法（图5－31）。•检验瓶子在传送带上相互碰撞、冲击情况，记录破瓶与传送带速度之间的关系。图4－9运行冲击试验装置1－可变速电机2－挡板3－样品瓶4－瓶导向槽5－试样瓶6－顶板•4.3斜面冲击试验法。检查玻璃瓶承受水平冲击的能力。图6－5斜面冲击试验机简图1－钢轨道2－释放装置3－滑车4－试验样品5－挡板•4.4耐热冲击强度试验•用于确定玻璃容器耐受热冲击的能力，即玻璃容器承受突变温度的能力。（清洗、消毒、热罐装）•玻璃瓶、罐耐急热，不耐急冷，受急冷作用容易破裂。•从热应力来看：瓶壁越薄越好。•玻璃瓶受急冷、急热的温差约50℃，一般新瓶超过50℃，回收的旧瓶只有35℃。•美国、日本等规定玻璃瓶、罐耐急冷温差指标42℃，我国规定39℃。•（1）试验原理•利用温度控制器把两个水槽温度按预定温差调节好，把试样瓶放入热水槽中5分钟，然后连同瓶内热水急速（在30秒内）移入冷水槽中浸泡30秒后取出，记录因急剧温度变化而破裂的瓶数。分析破瓶数与温度差的关系。•（2）试验方法•试样是未经其它试验使用的玻璃瓶、罐，并需预先在实验室内放置30min以上。冷热槽内盛水量按试样质量计算，每千克玻璃用水量不小于10L。槽内水温均匀，温差不超过1℃。•设备：冷水槽、温水槽、试验笼、计时器。•三种：合格性试验，递增性试验，破坏性试验。•A．合格性试验：•冷水槽温度25±1℃，热水槽温度等于冷水槽温度加上规定的试验温差。若冷水槽温度不是25℃，则每增加或减少5℃，规定的试验温差可减少或增加0.5℃。•将试样分隔并直立互不相碰地放入网篮内，再将网篮浸入热水槽中，试样瓶灌满热水后，槽面水位应高出瓶口5cm以上。•试样在热水槽中放置不少于5min，将网篮连同盛满热水的试样以10±1s的时间转入冷水槽，浸泡30秒。•取出样品逐个检查，得出破裂瓶数和破裂百分数。•Ｂ．递增性试验：每次以恒定温差（如5℃）逐步提高温差，直到破瓶百分数达到预定值。•Ｃ．破坏性试验：逐步提高试验温差，直到试样全部破裂。•急热法，急冷法：内部急热法和外表面急冷法。•5.内应力试验•GB4545“玻璃瓶罐内应力检验方法”•瓷漆法：•玻璃容器外表面涂敷一层特殊瓷漆，对容器施加外力，有拉应力存在的部位，瓷漆就会产生裂纹。根据这些裂纹方向和大小判断应力状态。•偏光法：•把试样瓶放入2个偏振片中间，观察视场亮度。若试样瓶存在应力，偏振光就发生旋转，视场亮度发生变化。比较亮度与标准变形亮度（若干等级），即可得出应力等级。•偏光应力仪WZY-250，有比较法和直测法。•6.化学稳定性检验方法•玻璃瓶、罐耐稀酸浸蚀试验方法•实验用品：•蒸馏水。使用前应煮沸，除去CO2，再冷却待用，pH=5.5±0.1（浓度2%的甲基红指示剂呈橙红色），否则用0.02NNaOH和0.01NHCL溶液校正。•2%甲基红指示剂。0.2g甲基红指示剂溶于100ml无水乙醇中配制而成。•甲基红酸性溶液配制。0.10NHCL溶液0.7ml，0.2%甲基红指示剂5滴，加入1000ml容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度线。•试验方法：•试验前将未使用过的玻璃瓶、罐用水、蒸馏水洗净，再用甲基红酸性溶液冲洗几次。•在室温下注入满口容量90%的甲基红酸性溶液，瓶口部覆盖惰性材料或煮过的玻璃皿件，置于水浴锅内加热。试样瓶、罐不可与水浴锅的底或壁直接接触，瓶内外液面要基本一致，瓶内溶液温度应在10～15min内达到85±2℃。•保温30min后观察瓶内溶液颜色。若不易分辨，可滴入0.2%甲基红指示剂2滴，再观察颜色。深色瓶可将溶液倒入清洁烧杯内观察。•评价：呈红色则合格，呈淡黄色则不合格。•影响化学稳定性的因素：•1）充填物的性质、浓度、PH值、温度。•2）有些内装物经曝光会变质，故用有色瓶。•7.水冲强度试验（图5－35、36）•又称水锤强度试验，是指玻璃瓶水冲效应引起的破坏力。•水冲效应通常在热装形式充液的瓶体上发生；当外包装容器，如纸箱碰撞时，也可能发生水冲效应。如图4－12。图4－12水冲现象的模拟1－内压2－受压缩区域3－形成空穴•试验方法：•将玻璃容器按规定进行充填、包装，从30~40cm高度向下自由跌落。只要有一个瓶破损，该高度即为水冲击的临界跌落高度。•为了减小最大冲击加速度，改变纸箱尺寸，把瓶盖与纸箱之间的间隙从2mm增大到7mm。这样瓦楞纸箱的缓冲作用可使冲击加速度减小。被测箱体下部箱体上部箱体钢板•8.防止飞散性试验（图5－37）•含气饮料玻璃瓶受到剧烈冲击而破裂，因存在内压，瓶子碎片有飞出危险。瓶表面有塑料涂层、薄膜。•试验方法：•试验用CO2饮料，或含有相同比率CO2的水，按标准量充填，温度保持25±1℃。•使玻璃容器保持水平，从75cm高度自然落下。测量以落点为中心，半径100cm圆形框内碎片质量的百分率。•玻璃瓶碎片质量的95%应在1m以内。•m1－－瓶子质量，m2－－100cm范围内碎片的质量。%95%10012mm•9.密封性能测试•（1）气密性：干燥剂放入玻璃罐，封盖，湿度100％，一周，用干燥剂的增量表示气密性。•（2）漏水性：–一定量的水注入玻璃瓶，封盖，放入调温调湿箱（20～30度），24h，以水量的减少量表示玻璃瓶的漏水性。•（3）连续耐压性：•第一种方法：用7.57升的水稀释98％的浓硫酸40.5g，在210ml的玻璃瓶内注入稀释溶液200ml。然后用无盖小纸盒盛装3gNaHCO3后放入玻璃瓶内，在纸盒内的NaHCO3未溶解前封盖。再将玻璃瓶倒置，待NaHCO3完全溶解后，放入65度的水中，1h后观察有无气体由玻璃瓶与封盖处溢出。•第二种方法：NaHCO3与稀H2SO4作用产生的CO2注入玻璃瓶，封盖，40℃，一周，是否漏气。•（4）连续耐负压性：一定量的热水灌入玻璃瓶，封盖，水温90℃，放入常温真空器中，24h，测定真空度的变化。•（5）瞬时耐内压性：封盖，0.9MPa水或N2注入容器加压，看是否密封。•10.其它参数测试（容量、厚度、垂直偏差）•（1）瓶子容量检测•应定时抽查满口容量。•利用瓶子容量比较器，比较试验瓶与同型标准样瓶的容量。•首先把一个标准样瓶夹在检测夹具上，校准机内气缸，使气缸容量与标准瓶相等。•卸下样瓶，装上受检验瓶子，使其与已校准的机内气缸和受检验瓶子同时施加微小的振荡气压。•若两者容量不等，产生压力差，差值反映其与标准样瓶的容量差。差值通过传感器转变成电信号，经电压放大后，驱动小型伺服从动调节活塞进行平衡，直到压力差消失。活塞的最终位置以差值的形式显示在比较器的面板上，该差值可表示相对于标准样瓶的容量差值，也可表示样瓶的实际容积。•（2）瓶子厚度检测（图5－38）•采用电容式传感头检测瓶壁厚度。•传感头利用弹簧压力压在受检瓶子的外表面上，传感器的有效电容取决于有效作用区的玻璃平均厚度，有效区6mm×6mm。•垂直扫描式；固定高度扫描式；薄点扫描式图5－38壁厚分析器1－可旋转对中卡盘2－样瓶3－锥形压头4－检验头5－高度调节机构6－限位器7－扫描记录仪8－薄点检测钮9－选择开关10－手动扫描指示•（3）瓶子垂直轴偏差测量•垂直轴偏差指瓶口的中心到瓶底中心垂直线的水平偏差。•测量仪器：带有夹紧装置的旋转底盘，带有一个百分表或读数显微镜的垂直立柱；也可选用V形块底板，带有水平尺或百分表的垂直立柱组成。•试验方法：•首先将瓶子夹持在水平板上，旋转底板360º。如用V形块测量，应将样瓶紧靠在V形块上。•在与水平面成45º方向对样瓶施加一个向下的压力，旋转瓶子360º，记下瓶口边缘外侧与固定点的最大和最小距离。按精确度0.1mm修正实测值。•垂直轴偏差等于测得的最大值和最小值之差的一半。精确到0.1mm。二、药用玻璃包装容器性能检验•输液瓶，安瓿瓶，抗菌素瓶•基本测试项目包括以下几方面：•1.玻璃质量方面•厚度均匀，尽可能避免存在结石、条纹、析晶等缺陷。透明度要高，有色玻璃颜色要稳定均匀。•2.玻璃理化性能方面•药用玻璃应抗酸、抗碱、抗水，具有一定的热稳定性，避光性。“凡选用直接接触药品的包装材料、容器（包括油墨，粘合剂，衬垫，填充物等）必须无毒，与药品不发生化学作用、不发生组分脱落或迁移到药品当中，必须保证和方便患者安全用药”。安