811包装材料学.doc

大连工业大学 2017 年硕士研究生入学考试自命试题 科目代码： 811 科目名称： 包装材料学 共 2 页 第 1 页 （所有答案请写在答题纸上，答在试卷上的一律无效） 一、填空题 (共 15 分，每空 1 分) 1．化学法制浆和机械法制浆相比较，纸浆强度较低的是_____________，其原因是__________。 2．涂布加工纸分为四类，即①_____________；②树脂涂布纸；③_____________；④真空镀膜 纸。 3．LDPE 指 ，其大分子形状为 为 ，HDPE 分子形状 ；PS 是聚 ，二者中，耐冲击性和透明度较好的是 合物 的英文缩写名称； PS、LDPE、HDPE 三种塑料包装材料，分子链柔顺性最低 的是 ，原因是 。 4．喷雾包装中的空间喷雾将内装物喷射成 状态。 5．袋成型-充填-封口包装机的调速机构可将传动三角胶带沿可动锥轮径向外移或内嵌，改变输 入轮和输出轮的_________，达到无级调速的目的。 6．贴体包装的衬底材料是用能透气的 、 制成的。 二、判断题（共 10 分，每题 2 分，答案以“√”或“×”表示） 1．瓦楞纸板耐破度主要取决于箱纸板的耐破度大小，和瓦楞原纸关系不大。 （ 2．TFS 是指镀锌薄钢板。 （ ） ） 3．作为包装材料使用的 PP，其构型为无规立构。 （ ） 4．铝及铝合金的气相防锈包装常用苯并二氮唑作气相缓蚀剂。 （ ） 5．用塑料薄膜包装的冷藏食品运出冷库时可以采用激光式打印装置透过外层裹包的塑料薄膜在 包装盒上打印日期。（ ） 三、选择题（共 10 分，每题 2 分） 1．双向拉伸加工使塑料包装薄膜的（ A. 耐高温性提高 2． （ ）。 B. 透明度下降 C. 结晶度下降 D. 热封性提高 ）复合工艺不适用于塑料薄膜和塑料薄膜的复合。 A. 湿法 B.共挤 3．一般箱纸板与瓦楞原纸的定量比维持在（ A. 3:1 D. 干法 ）的范围内比较好。 B. 3:2 4．吊入式装箱工艺适合于将（ A. 袋装食品 C. 热熔 C. 2:1 D. 4:1 C. 瓶装啤酒 D. 香烟条盒 ）装入包装箱内。 B. 盒装饼干 大连工业大学 2017 年硕士研究生入学考试自命试题 科目代码： 811 科目名称： 包装材料学 共 2 页 第 2 页 5．泡罩包装材料在（ A. 防潮性 ）方面不如其他包装方法。 B. 阻隔性 C. 热封性 D. 包装费用 四、名词解释（共 30 分，每题 3 分） 1. 定量 弛 2. 干法复合工艺 7. 镀锡量 3. 抗张强度 8. 拉伸薄膜的应力滞留 4. 涂布加工纸 9. 局部缓冲包装 5. 硼硅酸盐玻璃 6. 应力松 10. 合成水溶性粘合剂 五、计算题 (15 分) 按要求生产规格为 300mm×200mm×200mm 的 0201 型瓦楞纸箱，该纸箱装货后重量为 10kg，流通过程中最大堆码层数为 8 层。拟采用三层 C 型瓦楞纸板，现有原料为：定量为 220g/m2、环压指数为 6Nm/g 的箱纸板，需采购瓦楞原纸，若采购定量为 120g/m2 的瓦楞原纸， 其环压指数就为多大？已知：C 型三层瓦楞纸板，其瓦楞常数为 6.10，纸箱常数（楞形常数） 为 1.20；压楞系数：1.48；取安全系数为 2.5。 六、回答下列问题（共 40 分，每题 8 分） 1．什么是打浆？为什么打浆可以提高包装纸的强度？ 2．分析高压聚乙烯、低压聚乙烯及 LLDPE 在结构、性能上的共性和主要区别。 3．说明镀锡薄钢板的结构层次及各层的作用。 4．用集装箱作为运输包装器具有哪些特点？ 5．试说明气调防霉包装的涵义及其技术关键和措施。 七、分析设计题(共 30 分，每题 15 分) 1．PVA、PP、LDPE、HDPE、PC 分别指哪种聚合物？根据它们的分子极性分析其包装薄膜的 阻隔性特点。现有三种塑料复合软包装材料，①PP/PVA/HDPE、②PC/PVA/LDPE、PP/LDPE， 请在三者中选择一种用于包装需要高阻气保香且含水量较高的食品，并分析其组成、结构的合 理性，说明其它两种复合材料的不适用性。 2．试为某蓝莓汁饮料无菌包装选择合适的包装材料和包装工艺。①说明产品的包装要求；①选用 合适包装材料及其结构，采用适用的包装容器及其结构，说明其合理性；①说明采用的无菌包装 工艺过程；①设计其运输包装形式和方案。 大连工业大学 2017 年硕士研究生入学考试自命试题 评 分 参 考 科目代码： 811 科目名称： 包装材料学 共 2 页 第 1 页 一、填空题（共 15 分，每空 1 分） 二、判断题（共 10 分，每题 2 分） 三、选择题（共 10 分，每题 2 分） 四、名词解释（共 30 分，每题 3 分） 五、计算题(15 分) 答：最大受压力： p1=kw(n - 1) =2.5×10×9.81×(8-1) =1716.75N（4 分） Z=(300+200)×2=1000=100cm（2 分） 2 ì ax ü3 纸箱抗压强度： P =Px í 2 ý ZJ = Px [6.10/(100/4)]2/3×100×1.20=1716.75 N（4 分） î Z / 4þ Px= 1716.75/([6.10/(100/4)]2/3×100×1.20)=36.63 箱纸板、瓦楞原纸环压强度=环压指数×定量 Px=(6×220×2+R×120×1.47)/100=36.63 R=(36.63×100--6×220×2)/ (120×1.48)=5.76Nm/g（4 分） 环压指数应不小于 5.76Nm/g（1 分） 六、回答下列问题（共 40 分，每题 8 分） 1．答：打浆是利用机械方法对水中的纤维进行挤压、磨擦等处理，使纤维受到一系列机械作用， 使其具有造纸所要求的特性的操作。（2 分） 对纤维有作用：P 层和 S1 层的破裂---纤维的润胀---细纤维化。（2 分） S2 层吸水润胀---提高了纤维的柔软性和可塑性。（1 分） 细纤维化使纤维获得纵向分裂，产生起毛现象，增加纤维的比表面积，大大增加了-OH(羟 基)的暴露数量，可形成大量的纤维间氢键。 （2 分） 纤维柔韧性和可塑性增加，纤维与纤维之间接触充分，有利于纤维的结合，提高了纸的强度。 （1 分） 2．答：高压聚乙烯--低密度聚乙烯结构:多支链线性分子，结晶度较低；（1 分) 低压聚乙烯--高密度聚乙烯结构：直链分子，结晶度高；（1 分) 大连工业大学 2017 年硕士研究生入学考试自命试题 LLDPE 分子结构：直链，有短支链，结晶度高于低密度聚乙烯接近高密度聚乙烯；(1 分) 性能：柔软性、伸长率、耐冲击性、透明度――低密度聚乙烯好，因密度小（1 分) 机械强度、阻隔性、耐溶剂性、耐热性――高密度聚乙烯好，因密度大（1 分) 科目代码： 811 科目名称： 包装材料学 共 2 页 第 2 页 LLDPE：性能介于高密度聚乙烯、低密度聚乙烯之间，热封和伸长率大于二者。（1 分） 共性：柔软性好，透明性低，热封性好，阻湿透气，印刷性能低，化学稳定性好（2 分） 3．答：钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜、油膜(3 分) 主体，强度；阻隔；过渡层－加固锡层的附着强度；耐腐蚀；保护锡层；润滑和防锈。(5 分) 4．答：①具有足够的强度，能反复使用；①途中转运不必搬动箱内货物便可换装运输工具；（4 分）①箱上备有装卸装置，便于快速装卸；①具有 1m3 以上内容积。（4 分） 5．答：气调防霉包装是通过降低包装内空气中氧气的浓度，造成低氧环境，使霉菌的生长繁殖 受到抑制，从而达到防霉目的。（3 分）气调防霉包装技术的关键是密封和降氧。包装容器的密 封是保证气调防霉的先决条件。降氧是气调防霉的重要措施，降氧的方法主要有：机械降氧法 （真空包装或充气包装） 、化学降氧法。（5 分） 七、设计题(共 30 分，每题 15 分) 1．答案要点： （1）PVA---聚乙烯醇、PP---聚丙烯、LDPE---低密度聚乙烯、HDPE---高密度聚乙烯、PC--聚碳酸酯（2 分） （2）阻隔性：PVA：亲水，极性强，阻气高，吸湿，吸湿后阻气性降低 （2 分） PP、LDPE、HDPE，非极性，阻湿好，阻气性差 HDPE 密度大于 LDPE，阻隔性好于 LDPE （2 分） PC，极性，阻气性较高，吸湿，吸湿不溶胀，可放湿。（2 分） （3）①好于①，①此情况下不适用（2 分） ①PC/PVA/LDPE 关键点：食品高含水，要阻气保香，PC 吸湿不溶胀，可放湿，保证 PVA 所吸收的水分放出，阻气性能不下降（3 分） ①PP 透水性差，透过 PE 的水会留在 PVA 中（1 分） ①阻气性差（1 分） 2．答案要点：①说明包装要求适合保护果汁中的有机酸；防止有机酸对包装的腐蚀作用；采用 气密和遮光包装并低温储存，减少维生素 C 的损失。 （3 分） ②容器类型可采用杯、盒、罐、桶等，包装材料采用复合薄膜。结构设计合理、经济适用。 （4 分） 大连工业大学 2017 年硕士研究生入学考试自命试题 ③说明并分析果汁饮料无菌包装工艺过程贴近生产实际。（4 分） ④设计其运输包装形式和方案合理、经济适用。（4 分） 参 考 答 案 科目代码： 页 811 科目名称： 包装材料学 共 3 页 第 1 一、填空题 (15 分，除特别标注外，每空 1 分) 1．机械法制浆；木素多，纤维断裂多。 2．颜料涂布纸；药剂涂布纸。 3．低密度聚乙烯 ；多支链线性；直链分子；LDPE；聚苯乙烯；PS；侧基体积大 4．细雾状 5．作用半径 6．纸板，塑料薄膜或薄片 二、判断题（共 10 分，每题 2 分，答案以“√”或“×”表示） 1． （√） 2． （×） 3． （×） 4． （×） 5．（√） 三、选择题（共 10 分，每题 2 分） 1．A 2．A 3．C 4．C 5．D 四、名词解释（共 30 分，每题 3 分） 1. 定量：定量是纸和纸板每平方米的质量，单位为 g/m2。 2. 干法复合工艺：利用黏合剂把两种或两种以上的片材粘合在一起，从而形成多层结构的复合 材料，在复合之前，黏合剂（单液或多液型）涂布在一种基材面上要预先加热蒸发掉溶剂然后 进行干燥。 3. 抗张强度：抗张强度是指纸和纸板截面长度所能承受的最大张力，单位用 kN/m 表示。 4. 涂布加工纸：是在纸和纸板表面涂上一层涂料、药剂货镀上一层薄膜，改善纸张的表面性能 和外观，提高其包装适印性能及保护性能，达到耐水、耐油、防潮、防水、防粘、防腐和装饰 性优良等效果。 5. 硼硅酸盐玻璃：一般称为硬质玻璃。其稳定性好，热膨胀系数低，制造成本也较低。 6. 应力松弛：是聚合物在恒定温度和形变的情况下，内部应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。 7.镀锡量：镀锡薄钢板表面镀锡量的多少，以单位面积镀锡的质量表示，单位是 g/m2，一般镀 锡层的厚度在 0.4-0.5μm。 8. 拉伸薄膜应力滞留：是指在拉伸过程中，对薄膜施加的张力能保持的程度。应力滞留性越差， 大连工业大学 2017 年硕士研究生入学考试自命试题 包装效果越好。 科目代码： 811 科目名称： 包装材料学 共 3 页 第 2 页 9. 局部缓冲包装：是指采用缓冲衬垫对产品拐角、棱边或侧面等易损部位进行保护的技术方法。 10. 合成水溶性粘合剂：多数是树脂乳液，如聚醋酸乙烯乳液—聚醋酸乙烯颗粒在水中的稳定 悬浮液。 五、计算题 (15 分) 答：最大受压力： p1=kw(n - 1) =2.5×10×9.81×(8-1) =1716.75N Z=(300+200)×2=1000=100cm 2 ì ax ü3 纸箱抗压强度： P =Px í 2 ý ZJ = Px [6.10/(100/4)]2/3×100×1.20=1716.75 N î Z / 4þ Px= 1716.75/([6.10/(100/4)]2/3×100×1.20)=36.63 箱纸板、瓦楞原纸环压强度=环压指数×定量 Px=(6×220×2+R×120×1.47)/100=36.63 R=(36.63×100--6×220×2)/(120×1.48)=5.76Nm/g 环压指数应不小于 5.76Nm/g 六、回答下列问题（共 40 分，每题 8 分） 1．答：打浆是利用机械方法对水中的纤维进行挤压、磨擦等处理，使纤维受到一系列机械作用， 使其具有造纸所要求的特性的操作。 对纤维有作用：P 层和 S1 层的破裂---纤维的润胀---细纤维化。 S2 层吸水润胀---提高了纤维的柔软性和可塑性。 细纤维化使纤维获得纵向分裂，产生起毛现象，增加纤维的比表面积，大大增加了-OH(羟 基)的暴露数量，可形成大量的纤维间氢键。 纤维柔韧性和可塑性增加，纤维与纤维之间接触充分，有利于纤维的结合，提高了纸的强度。 2．答：高压聚乙烯--低密度聚乙烯结构:多支链线性分子，结晶度较低； 低压聚乙烯--高密度聚乙烯结构：直链分子，结晶度高； LLDPE 分子结构：直链，有短支链，结晶度高于低密度聚乙烯接近高密度聚乙烯； 性能： 柔软性、伸长率、耐冲击性、透明度――低密度聚乙烯好，因密度小。 大连工业大学 2017 年硕士研究生入学考试自命试题 机械强度、阻隔性、耐溶剂性 、耐热性――高密度聚乙烯好，因密度大。 科目代码： 811 科目名称： 包装材料学 共 3 页 第 3 页 LLDPE：性能介于高密度聚乙烯、低密度聚乙烯之间，热封和伸长率大于二者。 共性：柔软性好，透明性低，热封性好，阻湿透气，印刷性能低，化学稳定性好 3．答：钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜、油膜。 主体，强度；阻隔；过渡层－加固锡层的附着强度；耐腐蚀；保护锡层；润滑和防锈。 4．答：①具有足够的强度，能反复使用；①途中转运不必搬动箱内货物便可换装运输工具；①箱上 备有装卸装置，便于快速装卸；①具有 1m3 以上内容积。 5．答：气调防霉包装是通过降低包装内空气中氧气的浓度，造成低氧环境，使霉菌的生长繁殖 受到抑制，从而达到防霉目的。气调防霉包装技术的关键是密封和降氧。包装容器的密封是保 证气调防霉的先决条件。降氧是气调防霉的重要措施，降氧的方法主要有：机械降氧法（真空 包装或充气包装） 、化学降氧法。 七、设计题(共 30 分，每题 15 分) 1．答案要点： （1）PVA---聚乙烯醇、PP---聚丙烯、LDPE---低密度聚乙烯、HDPE---高密度聚乙烯、PC--聚碳酸酯。 （2）阻隔性：PVA：亲水，极性强，阻气高，吸湿，吸湿后阻气性降低。 PP、LDPE、HDPE，非极性，阻湿好，阻气性差。 HDPE 密度大于 LDPE，阻隔性好于 LDPE。 PC，极性，阻气性较高，吸湿，吸湿不溶胀，可放湿。 （3）①好于①，①此情况下不适用。 ①PC/PVA/LDPE 关键点：食品高含水，要阻气保香，PC 吸湿不溶胀，可放湿，保证 PVA 所吸收的水分放出，阻气性能不下降。 ①PP 透水性差，透过 PE 的水会留在 PVA 中。 ①阻气性差。 2．答案要点：①说明包装要求适合保护果汁中的有机酸；防止有机酸对包装的腐蚀作用；采用 气密和遮光包装并低温储存，减少维生素 C 的损失。 ②容器类型可采用杯、盒、罐、桶等，包装材料采用复合薄膜。结构设计合理、经济适用。 ③说明并分析果汁饮料无菌包装工艺过程贴近生产实际。 大连工业大学 2017 年硕士研究生入学考试自命试题 ④设计其运输包装形式和方案合理、经济适用。