軸承內(nèi)包裝材料有害元素分析

文婧

摘要：通過對軸承內(nèi)包裝材料元素的研究，確定出影響軸承包裝質(zhì)量的內(nèi)包裝材料有害元素及其含量，繼而對包裝質(zhì)量進行科學的檢測和有效控制。從源頭上避免或減少軸承因包裝產(chǎn)生不良質(zhì)量問題的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：軸承內(nèi)包裝材料;元素分析;耐腐蝕性試驗;有害元素;有效控制

0? 引言

包裝的目的是為了產(chǎn)品便于儲存、運輸和經(jīng)銷，保護產(chǎn)品在此期間免受各種破壞。作為精密機械零件的軸承，其包裝材料的選用更應引起特別的關(guān)注。軸承在制造完畢并經(jīng)檢驗合格后，即進行清洗和防銹處理，再進行內(nèi)包裝，以達到防水、防潮、防塵、維護軸承的質(zhì)量和精度以及方便使用和銷售的目的，其重要性也愈發(fā)得到人們的共識。

軸承因包裝產(chǎn)生銹蝕、結(jié)膠的質(zhì)量問題時有發(fā)生，國內(nèi)許多公司發(fā)往用戶的成品軸承及成品零件因包裝產(chǎn)生銹蝕、結(jié)膠造成了巨大經(jīng)濟損失，而因包裝產(chǎn)生銹蝕的原因復雜多樣，行業(yè)、國內(nèi)目前均無有效的評價手段來防患于未然，對于軸承內(nèi)包裝材料沒有有效的質(zhì)量控制和驗收方法，內(nèi)包裝材料質(zhì)量無法保障，長期處于失控狀態(tài)，因此對包裝材料質(zhì)量控制及試驗方法的研究。所以對軸承內(nèi)包裝材料的元素進行定性、定量分析。

軸承的貼體包裝（也就是我們常說的內(nèi)包裝）普遍采用被認為安全無害的聚乙烯或聚氯乙烯材料，而越來越多質(zhì)量問題的出現(xiàn)，如腐蝕（銹蝕）、防銹油結(jié)膠等現(xiàn)象，也顯示出軸承的內(nèi)包裝質(zhì)量也直接關(guān)系著產(chǎn)品的封存質(zhì)量。

利用X射線照射試樣時，試樣可以被激發(fā)出各種波長的X射線，需要把混合的X射線按波長分開，分別測量不同波長的X射線的強度，對物質(zhì)中元素的種類和含量進行定量和定性分析。通過對軸承包裝材料元素的研究，確定其中的有害元素及其含量，以達到控制包裝材料質(zhì)量的目的。

1? 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

①聚乙烯包裝薄膜：以低密度聚乙烯（LDPE或LLDPE）為原料加工的薄膜。②聚氯乙烯包裝薄膜：以聚氯乙烯（PVC）為主要原料，添加各種加工助劑加工的薄膜。③塑料筒：以高壓低密度聚乙烯加工制造。④10號低碳鋼片：100mm×50mm經(jīng)180號砂紙打磨至平整光亮，并以橡膠溶劑油、無水乙醇清洗干凈，用潔凈的脫脂棉擦干后備用。⑤不銹鋼塊：25mm×25mm×75mm。⑥載玻片：25mm×75mm，以橡膠溶劑油、無水乙醇洗干凈，用潔凈的脫脂棉擦干后備用。

1.2 試驗方法

①塑料薄膜腐蝕性試驗：取制備好的100mm×50mm10號低碳鋼片，將25mm×50mm塑料薄膜試樣覆蓋在金屬試片中部，依次再壓上一片載玻片和不銹鋼塊，將重疊好的試樣移入65±1℃干燥箱中預熱30min后，再濕潤槽中，蓋好蓋子，然后將其放入50±1℃底部盛有5%甘油水溶液的濕潤槽中干燥箱中，試驗20h后，取出檢查塑料薄膜與金屬片接觸面的銹蝕情況。鋼片均無銹蝕為合格。

②塑料筒腐蝕性試驗：取制備好的50mm×50mm10號低碳鋼片兩片，將從塑料筒上剪取的一塊50mm×50mm的塑料試樣，用脫脂棉沾無水乙醇將其表面擦干凈后，夾在兩片重疊著鋼片中間，移入42±1℃的恒溫箱中保溫24h后取出試樣，在光線充足的條件下與新打磨的鋼片進行比較，沒有變色或其它的變化，認為塑料試樣沒有腐蝕性。

③有害元素的篩查及元素分析：軸承內(nèi)包裝材料在拉膜、吹（注）塑等成型過程中，為了提高其成膜性、可塑性、熱穩(wěn)定性等性能指標，需要添加多種助劑，這些助劑大多含有硫、磷、鋅、鈣、硅等元素，其中一些元素在產(chǎn)品儲存期間，隨著溫度、濕度、光照等環(huán)境條件的變化以及與防銹油脂的接觸反應，均會不同程度的逸出，進而影響防銹油脂的性能，甚至直接造成被包裝物的腐蝕。

2? 試驗結(jié)果與分析

2.1 有害元素的分析

表1、表2分別是塑料薄膜、塑料筒腐蝕性試驗以及利用X射線熒光元素分析儀對試驗樣品的測試結(jié)果。從表1、表2中可以看出：磷、硫兩種元素較其它元素，其含量與抗腐蝕能力有很強的正相關(guān)性，從而可確定影響包裝質(zhì)量的有害元素主要為磷、硫兩種化學元素。

2.2 有害元素含量的確定

磷、硫元素在塑料材料中不可或缺，因此，需要將其含量控制在一個安全、合理的范圍。

①聚乙烯包裝薄膜有害元素含量的確定：圖1是聚乙烯包裝薄膜磷、硫兩種元素的統(tǒng)計結(jié)果。試驗發(fā)現(xiàn)有害元素磷含量在350mg/kg以下，硫含量在100mg/kg以下，可以保證聚乙烯包裝薄膜在腐蝕性試驗中滿足塑料薄膜與金屬片之間不發(fā)生銹蝕情況，從而確定出有害元素含量控制指標。

②聚氯乙烯包裝薄膜有害元素含量的確定：圖2是聚氯乙烯包裝薄膜磷、硫兩種元素的統(tǒng)計結(jié)果。根據(jù)多組試驗結(jié)果對比分析，其中有害元素磷含量在350mg/kg以下，硫含量在100mg/kg以下，可以保證聚氯乙烯包裝薄膜在腐蝕性試驗中塑料薄膜與金屬片之間不發(fā)生銹蝕情況，從而確定出有害元素含量控制指標。

③塑料筒有害元素含量的確定：圖3是塑料筒磷、硫兩種元素的統(tǒng)計結(jié)果。根據(jù)多組試驗結(jié)果對比分析，其中有害元素磷含量在300mg/kg以下，硫含量在100mg/kg以下，可以保證塑料筒在腐蝕性試驗中塑料薄膜與金屬片之間不發(fā)生銹蝕情況，從而確定出有害元素含量控制指標。

3? 結(jié)果分析

利用塑料薄膜、塑料筒腐蝕性試驗以及利用X射線熒光元素分析儀對試驗樣品的測試結(jié)果，得出磷、硫兩種元素較其它元素，其含量與抗腐蝕能力有很強的正相關(guān)性，從而可確定影響包裝質(zhì)量的有害元素主要為磷、硫兩種化學元素。

利用X-射線熒光元素分析儀對軸承內(nèi)包裝用材料的元素進行定性、定量分析，并進行包裝材料耐腐蝕性對比試驗，繼而確定出影響包裝質(zhì)量的有害元素及控制方法、控制標準。新研制的包裝材料有害元素分析方法具有獨創(chuàng)性，能快速、準確、有效的控制內(nèi)包裝材料質(zhì)量。

行業(yè)上首次提出了利用X-射線熒光元素分析儀篩選出影響軸承內(nèi)包裝材料質(zhì)量的有害元素試驗方法，繼而從源頭上避免或減少軸承因包裝產(chǎn)生銹蝕、結(jié)膠的質(zhì)量問題發(fā)生，減少因包裝產(chǎn)生銹蝕、結(jié)膠造成的巨大經(jīng)濟損失，行業(yè)內(nèi)首次制定的包裝材料有害元素分析方法具有獨創(chuàng)性，從而更快速、準確、有效的控制內(nèi)包裝材料質(zhì)量。同時可作為生產(chǎn)線上對內(nèi)包裝材料質(zhì)量控制方法的依據(jù)，加大對軸承內(nèi)包裝材料的質(zhì)量監(jiān)控。

4? 結(jié)論

①塑料薄膜（塑料筒）中影響包裝質(zhì)量的有害元素主要為磷、硫元素。②聚乙烯、聚氯乙烯薄膜中磷、硫元素合理安全范圍為磷≤350mg/kg，硫≤100mg/kg;塑料筒（高壓低密度聚乙烯）中磷、硫元素合理安全范圍為磷≤300mg/kg，硫≤100mg/kg。③利用X射線熒光元素分析儀對塑料包裝材料進行元素的定性、定量分析，可以準確可靠、快速經(jīng)濟地檢測塑料包裝材料質(zhì)量，從源頭上避免或減少產(chǎn)品因包裝產(chǎn)生銹蝕、防銹油結(jié)膠等質(zhì)量問題發(fā)生。

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