EPO緩沖材料性能分析及其在洗滌產(chǎn)品包裝運(yùn)輸中的應(yīng)用

1 洗滌產(chǎn)品運(yùn)輸流通現(xiàn)狀分析

產(chǎn)品運(yùn)輸流通渠道主要包括產(chǎn)品生產(chǎn)單位送達(dá)銷售工貿(mào)和銷售工貿(mào)運(yùn)送至用戶指定地點(diǎn)。實際的運(yùn)輸流通中，銷售渠道又根據(jù)等級關(guān)系分為多個環(huán)節(jié)，這導(dǎo)致產(chǎn)品重復(fù)搬運(yùn)、甚至跌落的情況不可避免。

重復(fù)性過程對包裝結(jié)構(gòu)所采用的緩沖材料提出了更高的性能要求，這一要求主要體現(xiàn)在如下兩個方面：

（1）包裝材料緩沖性能的穩(wěn)定性；

（2）包裝方案結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在流通環(huán)節(jié)中，采用傳統(tǒng)EPS緩沖材料設(shè)計生產(chǎn)的包裝運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，經(jīng)常由于碎裂及過大的壓縮硬化問題，引起包裝結(jié)構(gòu)的緩沖性能失效，導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)損傷發(fā)生，造成大量損失。傳統(tǒng)緩沖材料的失效形式如圖1所示。

2 EPO與傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料物性對比

2.1 EPO包裝緩沖材料

EPO包裝材料是一種新型聚合物，屬于70%PS和30%PE的可發(fā)泡共聚物，融合了EPS與EPE兩種材料特點(diǎn)，兼具良好的韌性、抗剪切力以及強(qiáng)度和抗壓縮性能，主要用于高端電子產(chǎn)品的緩沖包裝，在國內(nèi)洗滌產(chǎn)品的包裝運(yùn)輸方案設(shè)計中應(yīng)用較少。

2.2 EPO與傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料融結(jié)率對比

在生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝相同條件下，對比成本相近的兩種緩沖材料融結(jié)率，EPO明顯優(yōu)于傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料EPS，這也保證了EPO在抗沖擊、抗彎性能方面優(yōu)于傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料EPS。

2.3 EPO與傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料機(jī)械性能對比

材料機(jī)械性能試驗結(jié)果表明，相同密度條件下，EPO包裝緩沖材料發(fā)生撕裂、戳穿、折斷所需的載荷約為同密度EPS材料所需載荷的2倍，這表明相對于傳統(tǒng)EPS包裝材料，EPO具有更優(yōu)良的韌性和抗沖擊性能。

靜態(tài)壓縮性能表明，厚度、密度相同的EPO、EPS包裝結(jié)構(gòu)，在產(chǎn)生相同壓縮量的條件下，EPO產(chǎn)生的反作用力要小于EPS，即運(yùn)輸過程中，采用EPO包裝材料反饋到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的沖擊載荷要小于傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料EPS。

如圖2所示，兩種包裝材料在首次跌落沖擊過程中，對于產(chǎn)品的保護(hù)效果相當(dāng)，但隨著跌落次數(shù)的增加，EPS包裝結(jié)構(gòu)的沖擊加速度、結(jié)構(gòu)厚度損失量明顯增大，這表明EPS包裝材料的有效緩沖性能正逐漸喪失，最終將失去對產(chǎn)品的保護(hù)效果。EPO包裝結(jié)構(gòu)的沖擊加速度在重復(fù)沖擊過程中變化較小，厚度損失量明顯小于EPS包裝結(jié)構(gòu)，證明了EPO材料在多次沖擊下仍對產(chǎn)品具有良好的緩沖保護(hù)效果，沖擊加速度曲線與緩沖包裝結(jié)構(gòu)回彈性能數(shù)據(jù)如圖3、圖4所示。

圖1傳統(tǒng)緩沖材料的失效形式

圖3 緩沖材料重復(fù)沖擊性能對比

圖4 緩沖材料回彈性能對比

圖5 面跌工況下緩沖材料吸能效果對比

表1 EPO與傳統(tǒng)EPS緩沖材料仿真對比結(jié)果

因此，與傳統(tǒng)EPS包裝運(yùn)輸材料相比，EPO應(yīng)對嚴(yán)酷運(yùn)輸環(huán)境，解決材料碎裂、嚴(yán)重壓縮硬化所導(dǎo)致的產(chǎn)品運(yùn)輸損傷問題具有更優(yōu)的效果。

3 EPO材料在實際中的應(yīng)用

采用某洗滌產(chǎn)品進(jìn)行包裝方案設(shè)計及仿真校驗，運(yùn)用仿真手段進(jìn)行跌落運(yùn)輸實驗校核分析：

（1）校驗工況面跌落、棱跌落以及角跌落；

（2）EPS與EPO包裝結(jié)構(gòu)校驗方案的跌落高度相同；

（3）以產(chǎn)品緩沖結(jié)構(gòu)吸能效果、易損件變形分布情況作為評定判據(jù)。

整機(jī)跌落仿真模型中，洗滌產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件采用殼體單元仿真模型構(gòu)建構(gòu)建，包裝方案結(jié)構(gòu)仿真模型采用六面體單元構(gòu)建。使用接觸阻尼避免結(jié)構(gòu)件之間的接觸震蕩所產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)，同時對實體單元進(jìn)行沙漏控制及負(fù)體積控制，保證計算過程穩(wěn)定且能力量符合守恒定律。

仿真結(jié)果如圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10所示。

如表1所示的仿真結(jié)果表明：

（1）相同運(yùn)輸條件下，EPO緩沖材料吸收的沖擊能量均優(yōu)于EPS；

（2）對易損件的保護(hù)效果，EPO緩沖材料優(yōu)于EPS。

經(jīng)過仿真驗證后，在保證成本不變的條件下，優(yōu)化設(shè)計包裝方案結(jié)構(gòu)，并在某銷售區(qū)域采用EPO緩沖材料包裝進(jìn)行小批量試運(yùn)輸，且進(jìn)行了抽查，抽查結(jié)果為產(chǎn)品運(yùn)輸合格率100%。

材料性能測試、仿真校驗及包裝結(jié)構(gòu)小批量跟蹤反饋結(jié)果表明，EPO緩沖材料較傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料具有明顯的性能優(yōu)勢。以解決在從復(fù)雜運(yùn)輸流通過程中，由于底襯碎裂所導(dǎo)致的緩沖性能失效，從而引起的產(chǎn)品外損問題為目的，切換EPO材料是有效的。

圖6 面跌工況下易損結(jié)構(gòu)承受沖擊效果對比

圖7 棱跌工況下緩沖材料吸能效果對比

圖8 棱跌工況下易損結(jié)構(gòu)承受沖擊效果對比

圖9 角跌工況下緩沖材料吸能效果對比

4 結(jié)論

在應(yīng)對嚴(yán)酷的實際運(yùn)輸狀況，尤其是多通道、重復(fù)跌落程度不可預(yù)測的產(chǎn)品流通過程，EPO包裝材料具有明顯優(yōu)勢。使用EPO包裝材料，是洗滌產(chǎn)品包裝運(yùn)輸技術(shù)的一次突破。充分利用這種性價比優(yōu)良的包裝緩沖材料，可以在保證產(chǎn)品安全運(yùn)輸?shù)耐瑫r，有效降低運(yùn)輸成本，提升產(chǎn)品競爭力。