纸和纸板 耐脂度 表面排斥法检测

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纸和纸板耐脂度检测——表面排斥法解析

简介

纸和纸板作为包装材料的重要品类，其性能直接影响产品的保护效果和使用安全性。其中，耐脂性能是衡量材料阻隔油脂能力的关键指标，尤其在食品包装、医疗用品及工业制品等领域中至关重要。耐脂度检测通过评估材料表面抵抗油脂渗透的能力，为产品设计、质量控制和标准制定提供科学依据。

表面排斥法是一种基于物理接触角原理的检测技术，通过测量油脂在材料表面的接触角或渗透时间，量化材料的抗油脂性能。该方法具有操作简便、重复性高、适用范围广的特点，已成为国内外广泛采用的标准化检测手段。

检测的适用范围

表面排斥法主要适用于以下场景：

1. 食品包装材料：如烘焙食品、油炸食品的包装纸，需具备高耐脂性以防止油脂渗出污染。
2. 工业用纸：例如机械零件防油包装纸、润滑油容器内衬等，需满足长期阻隔油脂的需求。
3. 医疗防护材料：手术器械包装纸、医用敷料等，需避免油脂渗透引发污染。
4. 特殊功能纸品：如防油标签纸、涂布纸板等，需通过耐脂性能验证其功能性。

此外，该方法还可用于研发阶段新型防油涂层的效果评估，以及生产过程中原材料批次的质量监控。

检测项目及简介

表面排斥法的核心检测项目包括以下内容：

1. 接触角测定 通过测量油脂滴在材料表面形成的接触角，评估材料的表面疏油性。接触角越大，表明材料对油脂的排斥能力越强。

2. 渗透时间测定 记录油脂完全穿透材料所需的时间，用于表征材料的阻隔效率。渗透时间越长，耐脂性能越优异。

3. 表面张力分析 结合材料表面张力参数，分析其与油脂的相互作用机制，为改性工艺提供理论支持。

4. 重复性验证 对同一样品进行多次测试，确保检测结果的稳定性和可靠性。

检测参考标准

目前，国内外针对耐脂度检测已形成多套标准化文件，主要参考标准包括：

1. GB/T 22805.8-2023《纸和纸板 耐脂度的测定 第8部分：表面排斥法》 中国国家标准，规定了接触角法和渗透时间法的操作流程及结果判定标准。

2. ISO 16532-3:2020《Paper and board—Determination of grease resistance—Part 3: Surface repellency test》 国际标准化组织发布的方法，适用于各类纸制品的防油性能测试。

3. TAPPI T559 cm-2012《Grease Resistance Test for Paper and Paperboard》 美国制浆造纸工业技术协会标准，详细描述了油脂渗透试验的具体步骤。

检测方法及仪器

1. 样品制备

根据标准要求，将待测纸样裁剪为10 cm×10 cm的方形试样，在温度（23±1）℃、湿度（50±2）%的环境下平衡24小时，以消除环境因素对测试结果的影响。

2. 试剂选择

检测常用试剂包括：

• 标准油脂：如橄榄油、矿物油或特定合成油脂（需与标准要求一致）。
• 染色剂：若需观察渗透路径，可添加油溶性染料（如苏丹红）。

3. 接触角测量法

步骤：

• 将试样水平固定在测试台，使用微量注射器在表面滴加（5±0.1）μL油脂。
• 通过接触角测量仪（如Krüss DSA100）记录液滴形态，并计算静态接触角。
• 每个样品至少测试5个不同位置，取平均值作为最终结果。

仪器：

• 接触角测量仪：配备高分辨率摄像头和图像分析软件，精度需达±0.1°。
• 恒温恒湿箱：确保测试环境符合标准条件。

4. 渗透时间测定法

步骤：

• 将试样置于支撑网上，滴加0.1 mL油脂于表面。
• 使用计时器记录油脂穿透试样并滴落至下方吸水滤纸的时间。
• 若30分钟内未发生渗透，判定为“未穿透”，标注耐脂等级为最高级。

仪器：

• 渗透测试架：含试样固定装置和滤纸托盘。
• 电子天平：精度0.001 g，用于定量油脂滴加。

5. 数据处理

测试结果需根据标准分级（如A级：接触角≥110°，B级：90°~110°，C级：＜90°），并结合渗透时间进行综合评价。若出现异常值，需排查操作误差或材料均匀性问题。

技术难点与改进方向

1. 材料非均质性：纸张纤维分布不均可能导致局部耐脂性差异，需通过多点测试降低误差。
2. 环境干扰：温湿度波动可能影响油脂黏度，需严格遵循标准环境条件。
3. 自动化升级：引入机器视觉技术替代人工判读，可提升检测效率和一致性。

结语

表面排斥法作为纸和纸板耐脂度检测的核心手段，其科学性和实用性已得到行业广泛认可。随着包装材料向高性能、环保化方向发展，该方法将持续优化，并与光谱分析、纳米级表征等技术结合，推动耐脂检测向更精准、智能化的方向演进。生产企业通过标准化检测，不仅能提升产品质量，更能增强市场竞争力，满足日益严格的法规和消费者需求。