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在藥品包裝、食品包裝及醫(yī)療器械包裝的質(zhì)量控制體系中,薄膜的抗擺錘沖擊性能是評(píng)價(jià)包裝材料在運(yùn)輸、儲(chǔ)存及使用過(guò)程中抵抗外部沖擊破壞能力的關(guān)鍵力學(xué)指標(biāo)之一。藥用塑料薄膜、復(fù)合膜及鋁箔等包裝材料,在自動(dòng)化灌裝、堆碼運(yùn)輸及臨床使用中承受著持續(xù)的沖擊載荷,若抗沖擊性能不足,極易導(dǎo)致包裝破損、內(nèi)容物泄漏,直接影響藥品安全性和有效性。
包裝薄膜數(shù)顯擺錘沖擊試驗(yàn)儀正是依據(jù)GB 8809系列及ASTM D3420等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的專業(yè)檢測(cè)設(shè)備,通過(guò)半球形沖頭以恒定速度沖擊并穿過(guò)薄膜試樣,測(cè)量沖頭所消耗的能量,以此評(píng)價(jià)薄膜的抗擺錘沖擊性能。該設(shè)備配備1J、2J、3J多量程沖擊能量及Φ25.4mm、Φ19mm、Φ12.7mm等多種規(guī)格沖頭,廣泛應(yīng)用于藥用塑料薄膜、復(fù)合膜、鋁箔等藥包材的抗沖擊性能檢測(cè)。
目前,塑料薄膜抗擺錘沖擊性能檢測(cè)主要依據(jù)兩大標(biāo)準(zhǔn)體系:中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8809-2015以及美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D3420。GB 8809-88版標(biāo)準(zhǔn)參照ASTM D3420-84版制定,但未規(guī)定沖擊錘頭尺寸和沖擊能量,對(duì)試樣要求和試驗(yàn)方法也不充分。隨著ASTM D3420相繼經(jīng)歷了95版、02版和08版三次修訂,2015年修訂發(fā)布的GB/T 8809-2015實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的全面接軌。盡管如此,兩者在技術(shù)細(xì)節(jié)上仍存在差異。正確理解兩大標(biāo)準(zhǔn)體系的異同,對(duì)于制藥企業(yè)和包材供應(yīng)商科學(xué)配置檢測(cè)設(shè)備、確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和合規(guī)性具有重要意義。
GB/T 8809-2015《塑料薄膜抗擺錘沖擊試驗(yàn)方法》于2015年9月11日發(fā)布,2016年4月1日正式實(shí)施,替代了GB/T 8809-1988版本。該標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出,全國(guó)塑料制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口,起草單位包括北京工商大學(xué)輕工業(yè)塑料加工應(yīng)用研究所、濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司。
適用范圍:該標(biāo)準(zhǔn)適用于各種塑料薄膜的抗沖擊性能檢測(cè),含塑料的復(fù)合膜可參照?qǐng)?zhí)行。藥用包裝中常見(jiàn)的復(fù)合膜、鍍鋁膜、共擠膜等均可依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。
測(cè)試原理:將試樣固定于試樣夾具中,使擺錘式薄膜沖擊試驗(yàn)機(jī)的半球形沖頭在一定的速度下沖擊并穿過(guò)塑料薄膜,測(cè)量沖頭所消耗的能量,以此能量評(píng)價(jià)塑料薄膜的抗擺錘沖擊性能。
核心修訂內(nèi)容:與88版相比,GB/T 8809-2015參考ASTM D3420:2008進(jìn)行了修訂,主要變化包括:(1)采用了兩種方法(A法和B法),并將沖擊沖頭的尺寸和對(duì)應(yīng)的夾具尺寸作了規(guī)定;(2)增加了對(duì)試樣夾具的要求,可以采用氣控O形環(huán)型結(jié)構(gòu)或者其他能有效減少試樣滑動(dòng)的手動(dòng)夾緊結(jié)構(gòu);(3)增加了對(duì)試樣沖擊完成后觀察是否出現(xiàn)打滑的規(guī)定——新材料或復(fù)合材料沖破需要的沖擊能量較大,易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,若出現(xiàn)此情況需使用新試樣重新檢測(cè)。
未采納內(nèi)容:考慮到我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)起草規(guī)范和設(shè)備使用情況,修訂版并沒(méi)有按照ASTM D3420的規(guī)定起草,如沒(méi)有采納ASTM標(biāo)準(zhǔn)的背景儀器和沖頭的沖擊速度、沖擊能量的規(guī)定。
ASTM D3420的全稱為《Standard Test Method for Pendulum Impact Resistance of Plastic Film》(塑料薄膜耐擺錘沖擊的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法),由美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM International)發(fā)布,是測(cè)定塑料薄膜擺錘沖擊抗性的標(biāo)準(zhǔn)方法。
測(cè)試范圍:該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了薄膜抗沖擊穿刺滲透性的測(cè)定。與低速單軸拉伸試驗(yàn)相比,該測(cè)試方法可在更接近某些最終用途應(yīng)用的應(yīng)變速率下測(cè)定材料參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)未提供試樣在沖擊載荷下變形時(shí)如何吸收沖擊能量以及試樣屈服后行為的信息,也未規(guī)定非環(huán)境溫度的測(cè)試條件。
兩種測(cè)試程序:ASTM D3420包括兩種測(cè)試程序,區(qū)別主要在于試樣尺寸:
程序A(Procedure A) :試樣直徑為60mm
程序B(Procedure B) :試樣直徑為89mm(通常稱為“Spencer")
兩種程序測(cè)得的數(shù)據(jù)不具有直接可比性。該標(biāo)準(zhǔn)未提供將結(jié)果歸一化到單位厚度的規(guī)定。
| 對(duì)比維度 | GB/T 8809-2015 | ASTM D3420 |
|---|---|---|
| 標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì) | 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T) | 美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM) |
| 當(dāng)前版本 | 2015年發(fā)布,2016年實(shí)施 | 最新版本ASTM D3420-21(2021年發(fā)布) |
| 采標(biāo)關(guān)系 | 88版參照ASTM D3420-84;2015版參考ASTM D3420:2008修訂 | 國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn) |
| 測(cè)試方法 | A法和B法兩種方法 | Procedure A(60mm)和Procedure B(89mm,Spencer) |
| 沖頭尺寸 | 對(duì)沖擊沖頭尺寸作了明確規(guī)定 | 程序A和程序B對(duì)應(yīng)不同試樣尺寸 |
| 核心指標(biāo) | 沖頭所消耗的能量(沖擊能) | 薄膜抗沖擊穿刺滲透性 |
| 夾具要求 | 氣控O形環(huán)型或其他有效減少滑動(dòng)的手動(dòng)夾緊結(jié)構(gòu) | 標(biāo)準(zhǔn)夾具要求 |
| 打滑判定 | 增加了試樣打滑觀察規(guī)定 | — |
| 厚度歸一化 | — | 未提供歸一化到單位厚度的規(guī)定 |
| 試樣尺寸 | 10cm×10cm(調(diào)節(jié)后測(cè)試) | 程序A:60mm;程序B:89mm |
| 狀態(tài)調(diào)節(jié) | 23±2℃,45%~55%RH,至少4小時(shí) | 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境調(diào)節(jié) |
| 適用材料 | 塑料薄膜,含塑料的復(fù)合膜可參照?qǐng)?zhí)行 | 塑料薄膜 |
1. 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)合規(guī)檢測(cè)——優(yōu)先選用GB/T 8809-2015
對(duì)于僅面向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的藥包材生產(chǎn)企業(yè),YBB藥包材標(biāo)準(zhǔn)體系及相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品注冊(cè)和上市放行的法定依據(jù)。GB/T 8809-2015作為塑料薄膜抗擺錘沖擊檢測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),已被廣泛應(yīng)用于藥用復(fù)合膜、袋的抗擺錘沖擊能檢測(cè)。在藥品包裝材料的質(zhì)量控制中,抗擺錘沖擊能是藥包袋物理性能測(cè)試的核心指標(biāo)之一。國(guó)內(nèi)藥包材生產(chǎn)企業(yè)依據(jù)GB 8809標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)塑料薄膜抗沖擊性能時(shí),儀器可快速精準(zhǔn)得出結(jié)果,助力企業(yè)把控產(chǎn)品質(zhì)量。
2. 出口業(yè)務(wù)與國(guó)際認(rèn)證——依據(jù)ASTM D3420
涉及出口業(yè)務(wù)的企業(yè),需依據(jù)ASTM D3420標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè),以滿足國(guó)際市場(chǎng)的質(zhì)量要求。ASTM D3420作為塑料薄膜擺錘沖擊測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),在北美及全球市場(chǎng)具有廣泛認(rèn)可度。出口藥品包裝材料企業(yè)應(yīng)配置同時(shí)支持GB 8809和ASTM D3420雙標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)設(shè)備,通過(guò)軟件一鍵切換即可調(diào)用對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)設(shè)置。
3. 科研與跨標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比——雙標(biāo)準(zhǔn)并行
對(duì)于科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展跨標(biāo)準(zhǔn)的材料性能對(duì)比研究,多標(biāo)準(zhǔn)適配能力可提供統(tǒng)一、可比的檢測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)需要進(jìn)行材料配方的國(guó)際對(duì)標(biāo)或不同供應(yīng)商材料的橫向評(píng)價(jià)時(shí),同時(shí)依據(jù)兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試可獲得更全面的性能認(rèn)知。
4. 設(shè)備選型的關(guān)鍵考量
在選購(gòu)包裝薄膜數(shù)顯擺錘沖擊試驗(yàn)儀時(shí),建議重點(diǎn)關(guān)注以下配置:
多標(biāo)準(zhǔn)兼容:設(shè)備應(yīng)同時(shí)支持GB 8809和ASTM D3420標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)置多套標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序
多量程沖擊能量:配備1J、2J、3J等多量程沖擊能量,適配不同厚度和韌性的薄膜材料
多種規(guī)格沖頭:配置Φ25.4mm、Φ19mm、Φ12.7mm等多種規(guī)格沖頭,靈活適配不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試樣尺寸的要求
氣動(dòng)夾持系統(tǒng):四氣缸同步夾緊試樣與氣動(dòng)擺錘釋放設(shè)計(jì),有效避免人為干擾,保證數(shù)據(jù)真實(shí)可靠
問(wèn):GB/T 8809-2015與ASTM D3420在測(cè)試原理上有何本質(zhì)區(qū)別?
答:兩者在測(cè)試原理上基本一致,均采用半球形沖頭以恒定速度沖擊并穿過(guò)薄膜試樣,測(cè)量沖頭所消耗的能量來(lái)評(píng)價(jià)抗沖擊性能。核心區(qū)別在于:GB/T 8809-2015參考ASTM D3420:2008修訂,但考慮到我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)起草規(guī)范和設(shè)備使用情況,并未照搬ASTM標(biāo)準(zhǔn),如未采納ASTM標(biāo)準(zhǔn)的背景儀器和沖頭的沖擊速度、沖擊能量的規(guī)定。此外,ASTM D3420包括60mm和89mm兩種試樣尺寸程序,而GB/T 8809-2015采用10cm×10cm試樣尺寸。
問(wèn):藥包材檢測(cè)中應(yīng)優(yōu)先選用GB 8809還是ASTM D3420?
答:選擇依據(jù)主要取決于產(chǎn)品的目標(biāo)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的藥品包裝材料和容器需遵循國(guó)家藥包材標(biāo)準(zhǔn)體系,抗擺錘沖擊能檢測(cè)通常依據(jù)GB/T 8809-2015標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。出口產(chǎn)品則需依據(jù)ASTM D3420進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于同時(shí)面向國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的企業(yè),建議配置同時(shí)支持雙標(biāo)準(zhǔn)的包裝薄膜數(shù)顯擺錘沖擊試驗(yàn)儀,通過(guò)軟件一鍵切換即可滿足不同市場(chǎng)的檢測(cè)需求。
問(wèn):包裝薄膜數(shù)顯擺錘沖擊試驗(yàn)儀如何確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性?
答:確保準(zhǔn)確性的關(guān)鍵在于三個(gè)方面:一是試樣需在23±2℃、45%~55%RH的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中充分狀態(tài)調(diào)節(jié)至少4小時(shí),以消除溫濕度對(duì)材料性能的影響;二是采用氣動(dòng)夾持系統(tǒng)確保試樣裝夾穩(wěn)定無(wú)滑移,有效避免人為干擾;三是設(shè)備應(yīng)配備多量程沖擊能量和多種規(guī)格沖頭,根據(jù)材料特性選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試條件。對(duì)于易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象的新材料或復(fù)合材料,需觀察試樣是否出現(xiàn)打滑,若出現(xiàn)需使用新試樣重新檢測(cè)。
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