包装材料摩擦系数的测试方法及问题探讨

近来软包装行业的发展突飞猛进，同时，随之而来的质量问题也凸显出来，使用单位关于包装膜拉断、打滑、包装生产线断流等的投诉不断增多。许多软包装材料厂，软包装印刷厂因此而造成了巨大损失，其实造成这种现象的根源在于软包装材料的摩擦性能。因此，软包装材料的摩擦性能对生产至关重要，通过对包装材料摩擦系数的测试可以有效地解决上述问题，摩擦系数的大小须由实验测定。

摩擦系数测定的设备及方法

1.测试设备与测试标准

①测试设备北京兰德梅克包装器材公司MC-600摩擦系数仪：vmcpp．25μm，热封面试样；
②测试标准参照GB10006-88进行。

2.测试方法

①取3个8cm×20cm的试样。试祥和试验表面的要求样应平整、无皱纹和可能改变摩擦性质的伤痕。试样边缘应圆滑。试样的试验表面应无灰尘。指纹和任何 可能改变表面性质的外来物质。

②试样的状态调节和试验的标准环境。在温度23±2℃、相对湿度45％～55％的标准环境下进行试样状态调节至少16小时，然后在同样环境下进行试验。

③调整设备水平后，将一个试样的试验表面向上，平整地固定在水平试验台上。试样与试验台的长度方向应平行，将另一试样的试验表面向下，包住滑块，用胶带在滑块两侧固定试样。

④将固定有试样的滑块无冲击地放在第一个试样中央，并使两试样的试验方向与滑动方向平行且测力系统恰好不受力。

⑤进行参数设置，然后启动试验，两试样接触后保持15s后，两试样相对移动，力的第一个峰值为静摩擦力--FS。 两试样相对移动6cm内的力的平均值(不包括静摩擦力)为动摩擦力--Fd。此过程均为自动控制，试验过程实时显示曲线。实验结束自动计算摩擦系数。

三组实验平均后μS=0.543，μd=0.478，从实验结果看三组实验数据比较稳定，静摩擦系数大于动摩擦系数。

由于该设备具有绘制摩擦系数曲线的功能，可以根据所绘制的曲线了解材料的均匀性。据有关资料分析，软包装材料摩擦系数一般小于0.3，比较适合生产实际，据此该数据偏大，这样可以通过选择树脂中的开口剂、爽滑剂的种类和含量来控制摩擦系数，来达到用户要求。

那么，到底摩擦系数多少合适？笔者认为，要根据材料现场的使用情况，不断地实验来最终确定最佳摩擦系数参数。

摩擦系数测试中的几个问题：1.在与一些企业交流的过程中了解到，测出的摩擦系数大于1，并且提供的数据，如Cpp试样μS=1.189，μd=0.591，还有的更大。为此，笔者查阅了较多的资料，只有将所要测量的两物体中的其中一个倾斜放置作为斜面，另一个放在斜面体上沿其滑下，逐渐减小斜面倾角达到一定时摩擦系数才大于或等于1，按照常规测试方法，笔者反复用不同的材料做了很多实验也没有出现摩擦系数大于1的现象。

①从摩擦的相关资料得知：在静摩擦中出现的摩擦力称为静摩擦力。当切向外力逐渐增大但两物体仍保持相对静止时，静摩擦力随着切向外力的增大而增大，但静摩擦力的增大只能达到某一最大值。当切向外力大于这个最大值时，两物体将由相对静止进入相对滑动。静 摩擦力的这个最大值称为"最大静摩擦力"。这个极限摩擦力，以fmax表示。最大静摩擦力的大小与两物体接触面之间的正压力N成正比，即fmax=μnN。 用fmax表示最大静摩擦力，N表示正压力，其中比例常数μn叫做静摩擦系数，是一个没有单位的数值。μ0和接触面的材料、光滑粗糙程度、干湿情况等因素有关，而与接触面的大小无关。从以上的介绍来看，静摩擦系数μ0。应该不会大于1。

②动摩擦。在动摩擦中出现的摩擦力称为"动摩擦力"。对物体所施主力大于最大静摩擦力时，物体就开始运动。在运动起来之后，若将所施加之力减小，物体便又停止运动。这一情况表明，物体运动之后，还有阻止物体运动的力，即还有摩擦阻力。这种物体运动时所产生的摩擦力即称动摩擦力。动摩擦力的大小与正压力大小之比称为"动摩擦系数"。公式中μ是比例系数，其值与相接触两物体的材料和表面粗糙程度有关，以及相接触两物体之间相对滑动的速度大小有关，在大多数情况下，动摩擦系数会随相对滑动速度的增大而稍减小。从定义中动摩擦系数 肯定小于静摩擦系数，也不会大于1。

用户实际测试中出现了摩擦系数大于1，则不是该材料的真实反映，应该从操作、材料表面性质是否被人为改变等方面找原因。

2.使用过程中测出动摩擦系数大于静摩擦系数。从上面的分析看到动摩擦系数肯定小于静摩擦系数，出现此结果应该是测试材料表面在后端有异常(如针孔，异物等)，或测试过程中受到外力等。可以通过观察摩擦力曲线发现在此处有异常的突变。 (end)