轴承内包装材料有害元素分析

文婧

摘要：通过对轴承内包装材料元素的研究，确定出影响轴承包装质量的内包装材料有害元素及其含量，继而对包装质量进行科学的检测和有效控制。从源头上避免或减少轴承因包装产生不良质量问题的发生。

关键词：轴承内包装材料;元素分析;耐腐蚀性试验;有害元素;有效控制

0  引言

包装的目的是为了产品便于储存、运输和经销，保护产品在此期间免受各种破坏。作为精密机械零件的轴承，其包装材料的选用更应引起特别的关注。轴承在制造完毕并经检验合格后，即进行清洗和防锈处理，再进行内包装，以达到防水、防潮、防尘、维护轴承的质量和精度以及方便使用和销售的目的，其重要性也愈发得到人们的共识。

轴承因包装产生锈蚀、结胶的质量问题时有发生，国内许多公司发往用户的成品轴承及成品零件因包装产生锈蚀、结胶造成了巨大经济损失，而因包装产生锈蚀的原因复杂多样，行业、国内目前均无有效的评价手段来防患于未然，对于轴承内包装材料没有有效的质量控制和验收方法，内包装材料质量无法保障，长期处于失控状态，因此对包装材料质量控制及试验方法的研究。所以对轴承内包装材料的元素进行定性、定量分析。

轴承的贴体包装（也就是我们常说的内包装）普遍采用被认为安全无害的聚乙烯或聚氯乙烯材料，而越来越多质量问题的出现，如腐蚀（锈蚀）、防锈油结胶等现象，也显示出轴承的内包装质量也直接关系着产品的封存质量。

利用X射线照射试样时，试样可以被激发出各种波长的X射线，需要把混合的X射线按波长分开，分别测量不同波长的X射线的强度，对物质中元素的种类和含量进行定量和定性分析。通过对轴承包装材料元素的研究，确定其中的有害元素及其含量，以达到控制包装材料质量的目的。

1  试验材料与方法

1.1 试验材料

①聚乙烯包装薄膜：以低密度聚乙烯（LDPE或LLDPE）为原料加工的薄膜。②聚氯乙烯包装薄膜：以聚氯乙烯（PVC）为主要原料，添加各种加工助剂加工的薄膜。③塑料筒：以高压低密度聚乙烯加工制造。④10号低碳钢片：100mm×50mm经180号砂纸打磨至平整光亮，并以橡胶溶剂油、无水乙醇清洗干净，用洁净的脱脂棉擦干后备用。⑤不锈钢块：25mm×25mm×75mm。⑥载玻片：25mm×75mm，以橡胶溶剂油、无水乙醇洗干净，用洁净的脱脂棉擦干后备用。

1.2 试验方法

①塑料薄膜腐蚀性试验：取制备好的100mm×50mm10号低碳钢片，将25mm×50mm塑料薄膜试样覆盖在金属试片中部，依次再压上一片载玻片和不锈钢块，将重叠好的试样移入65±1℃干燥箱中预热30min后，再湿润槽中，盖好盖子，然后将其放入50±1℃底部盛有5%甘油水溶液的湿润槽中干燥箱中，试验20h后，取出检查塑料薄膜与金属片接触面的锈蚀情况。钢片均无锈蚀为合格。

②塑料筒腐蚀性试验：取制备好的50mm×50mm10号低碳钢片两片，将从塑料筒上剪取的一块50mm×50mm的塑料试样，用脱脂棉沾无水乙醇将其表面擦干净后，夹在两片重叠着钢片中间，移入42±1℃的恒温箱中保温24h后取出试样，在光线充足的条件下与新打磨的钢片进行比较，没有变色或其它的变化，认为塑料试样没有腐蚀性。

③有害元素的筛查及元素分析：轴承内包装材料在拉膜、吹（注）塑等成型过程中，为了提高其成膜性、可塑性、热稳定性等性能指标，需要添加多种助剂，这些助剂大多含有硫、磷、锌、钙、硅等元素，其中一些元素在产品储存期间，随着温度、湿度、光照等环境条件的变化以及与防锈油脂的接触反应，均会不同程度的逸出，进而影响防锈油脂的性能，甚至直接造成被包装物的腐蚀。

2  试验结果与分析

2.1 有害元素的分析

表1、表2分别是塑料薄膜、塑料筒腐蚀性试验以及利用X射线荧光元素分析仪对试验样品的测试结果。从表1、表2中可以看出：磷、硫两种元素较其它元素，其含量与抗腐蚀能力有很强的正相关性，从而可确定影响包装质量的有害元素主要为磷、硫两种化学元素。

2.2 有害元素含量的确定

磷、硫元素在塑料材料中不可或缺，因此，需要将其含量控制在一个安全、合理的范围。

①聚乙烯包装薄膜有害元素含量的确定：图1是聚乙烯包装薄膜磷、硫两种元素的统计结果。试验发现有害元素磷含量在350mg/kg以下，硫含量在100mg/kg以下，可以保证聚乙烯包装薄膜在腐蚀性试验中满足塑料薄膜与金属片之间不发生锈蚀情况，从而确定出有害元素含量控制指标。

②聚氯乙烯包装薄膜有害元素含量的确定：图2是聚氯乙烯包装薄膜磷、硫两种元素的统计结果。根据多组试验结果对比分析，其中有害元素磷含量在350mg/kg以下，硫含量在100mg/kg以下，可以保证聚氯乙烯包装薄膜在腐蚀性试验中塑料薄膜与金属片之间不发生锈蚀情况，从而确定出有害元素含量控制指标。

③塑料筒有害元素含量的确定：图3是塑料筒磷、硫两种元素的统计结果。根据多组试验结果对比分析，其中有害元素磷含量在300mg/kg以下，硫含量在100mg/kg以下，可以保证塑料筒在腐蚀性试验中塑料薄膜与金属片之间不发生锈蚀情况，从而确定出有害元素含量控制指标。

3  结果分析

利用塑料薄膜、塑料筒腐蚀性試验以及利用X射线荧光元素分析仪对试验样品的测试结果，得出磷、硫两种元素较其它元素，其含量与抗腐蚀能力有很强的正相关性，从而可确定影响包装质量的有害元素主要为磷、硫两种化学元素。

利用X-射线荧光元素分析仪对轴承内包装用材料的元素进行定性、定量分析，并进行包装材料耐腐蚀性对比试验，继而确定出影响包装质量的有害元素及控制方法、控制标准。新研制的包装材料有害元素分析方法具有独创性，能快速、准确、有效的控制内包装材料质量。

行业上首次提出了利用X-射线荧光元素分析仪筛选出影响轴承内包装材料质量的有害元素试验方法，继而从源头上避免或减少轴承因包装产生锈蚀、结胶的质量问题发生，减少因包装产生锈蚀、结胶造成的巨大经济损失，行业内首次制定的包装材料有害元素分析方法具有独创性，从而更快速、准确、有效的控制内包装材料质量。同时可作为生产线上对内包装材料质量控制方法的依据，加大对轴承内包装材料的质量监控。

4  结论

①塑料薄膜（塑料筒）中影响包装质量的有害元素主要为磷、硫元素。②聚乙烯、聚氯乙烯薄膜中磷、硫元素合理安全范围为磷≤350mg/kg，硫≤100mg/kg;塑料筒（高压低密度聚乙烯）中磷、硫元素合理安全范围为磷≤300mg/kg，硫≤100mg/kg。③利用X射线荧光元素分析仪对塑料包装材料进行元素的定性、定量分析，可以准确可靠、快速经济地检测塑料包装材料质量，从源头上避免或减少产品因包装产生锈蚀、防锈油结胶等质量问题发生。

参考文献：

[1]李丹，缪朝玉.水降解材料聚乙烯醇包装薄膜的生物安全性评价[J].包装工程，2019（21）.

[2]党金贵.聚乙烯醇基分子筛涂布聚乙烯膜的制备与表征[J].包装工程，2019（03）.

[3]孙徐昌.包装用聚乙烯薄膜可降解应用研究[J].化工管理，2017（35）.