随着现代食品工业的发展，真空包装已成为延长肉类保质期、抑制微生物生长、保持色泽与风味的重要手段。作为直接接触食品的屏障材料，塑料包装薄膜不仅需具备良好的阻隔性、热封性和透明度，更关键的是要拥有足够的机械强度，尤其是抗穿刺性能——以抵御运输、堆码、搬运过程中尖锐骨刺或外部异物造成的破损风险。一旦包装被刺穿，真空失效将迅速导致肉品变质，造成经济损失甚至食品安全隐患。

塑料薄膜拉力机通常用于测试材料的拉伸、撕裂等性能，但通过配置专用穿刺夹具和探头，也可高效、精准地完成塑料薄膜的抗穿刺强度测试。本文将系统介绍利用拉力机对肉类真空包装用塑料薄膜进行抗穿刺性能检测的方法、标准、参数设置及结果分析。

一、抗穿刺性能的重要性

肉类（尤其是带骨禽畜肉、分割肉块）在包装后常存在尖锐骨端或肌腱突起，在抽真空过程中会紧贴内膜形成局部应力集中。若薄膜抗穿刺能力不足，极易在生产、冷链运输或货架陈列阶段发生微孔或破裂，破坏真空环境。因此，抗穿刺强度是评估肉类真空包装膜可靠性的重要力学指标之一。

二、测试原理与设备要求

1. 测试原理

抗穿刺测试模拟尖锐物体垂直刺入薄膜的过程。将试样夹持于环形夹具中，由下方或上方的特定形状探头（如球形、针形）以恒定速度垂直穿刺，记录刺破瞬间的力值（即穿刺力）及穿刺过程中的能量吸收（穿刺功），从而量化薄膜抵抗局部穿透的能力。

2. 设备：塑料薄膜拉力机

• 主机类型：单柱或双柱电子试验机，量程建议0–500 N（高灵敏度）；

• 负荷传感器：精度优于±0.5%，推荐使用50 N或100 N小量程传感器以提高分辨率；

• 穿刺夹具：

• 试样夹持环：内径通常为44 mm、88 mm等（依据标准）；

• 穿刺探头：常用球形探头（如Φ1.0 mm、Φ1.6 mm不锈钢球）或圆锥形探头；

• 控制与采集系统：支持设定速度、自动识别峰值力、绘制力-位移曲线。

注：尽管名称含“拉力机"，但通过更换夹具，该设备可实现压缩、穿刺、剥离等多种模式。

三、相关测试标准

目前国内外针对塑料薄膜抗穿刺性能的主要标准包括：

• GB/T 10004—2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》

• （附录中规定了穿刺强度测试方法）

• QB/T 2358—1998《塑料薄膜包装袋热合强度试验方法》（部分企业扩展用于穿刺）

• ASTM D3420 – Standard Test Method for Pendulum Impact Resistance of Plastic Film（摆锤法，非拉力机法）

• ISO 7765-2:1998（适用于塑料薄膜穿刺，但多用于农业膜）

实际应用中，许多肉类包装企业参考 GB/T 10004 并结合内部标准制定穿刺测试规程。

四、测试方法与操作流程

1. 试样制备

• 从成品真空包装袋或卷膜上裁取平整、无皱折的区域；

• 裁成圆形或方形试样（通常直径≥60 mm，确保能被夹具固定）；

• 每组测试不少于5个平行样；

• 测试前在标准环境（23±2°C，50±5% RH）下状态调节≥4小时。

2. 仪器设置（以典型拉力机为例）

• 测试模式穿刺（Compression 或 Penetration）

• 探头类型不锈钢球形探头，Φ1.0 mm 或 Φ1.6 mm

• 穿刺速度100 mm/min（GB/T 10004 推荐）或 50–300 mm/min（依企业标准）

• 触发力0.1–0.5 N（确保接触即开始记录）

• 采样频率≥200 Hz

• 夹具内径44 mm（常用）

3. 测试步骤

• 安装穿刺夹具与探头；

• 将试样平整夹入环形夹具，避免预张力或松弛；

• 启动软件，设定参数并归零；

• 开始测试，探头匀速下行直至刺穿薄膜；

• 系统自动记录穿刺力（N）和力-位移曲线；

• 更换新试样，重复测试。

五、影响因素与注意事项

1. 薄膜厚度：厚度增加通常提升穿刺力，但非线性关系；

2. 材料组成：PA、EVOH、离子型聚合物等可显著改善抗穿刺性；

3. 温度影响：低温下（如0~4°C冷藏环境）薄膜变脆，穿刺强度下降，建议在模拟实际储存温度下测试；

4. 探头形状与尺寸：球径越小，应力越集中，测得力值越低；

5. 夹持松紧度：过松导致试样滑移，过紧可能预损伤薄膜。

塑料薄膜拉力机通过配置穿刺附件，已成为肉类真空包装抗穿刺性能检测的高效工具。科学规范地开展此项测试，不仅能有效预防包装破损风险，还可为材料选型、结构设计和质量控制提供数据支撑。