EPO缓冲材料性能分析及其在洗涤产品包装运输中的应用

1 洗涤产品运输流通现状分析

产品运输流通渠道主要包括产品生产单位送达销售工贸和销售工贸运送至用户指定地点。实际的运输流通中，销售渠道又根据等级关系分为多个环节，这导致产品重复搬运、甚至跌落的情况不可避免。

重复性过程对包装结构所采用的缓冲材料提出了更高的性能要求，这一要求主要体现在如下两个方面：

（1）包装材料缓冲性能的稳定性；

（2）包装方案结构的稳定性。

在流通环节中，采用传统EPS缓冲材料设计生产的包装运输结构，经常由于碎裂及过大的压缩硬化问题，引起包装结构的缓冲性能失效，导致产品结构损伤发生，造成大量损失。传统缓冲材料的失效形式如图1所示。

2 EPO与传统包装运输材料物性对比

2.1 EPO包装缓冲材料

EPO包装材料是一种新型聚合物，属于70%PS和30%PE的可发泡共聚物，融合了EPS与EPE两种材料特点，兼具良好的韧性、抗剪切力以及强度和抗压缩性能，主要用于高端电子产品的缓冲包装，在国内洗涤产品的包装运输方案设计中应用较少。

2.2 EPO与传统包装运输材料融结率对比

在生产设备和生产工艺相同条件下，对比成本相近的两种缓冲材料融结率，EPO明显优于传统包装运输材料EPS，这也保证了EPO在抗冲击、抗弯性能方面优于传统包装运输材料EPS。

2.3 EPO与传统包装运输材料机械性能对比

材料机械性能试验结果表明，相同密度条件下，EPO包装缓冲材料发生撕裂、戳穿、折断所需的载荷约为同密度EPS材料所需载荷的2倍，这表明相对于传统EPS包装材料，EPO具有更优良的韧性和抗冲击性能。

静态压缩性能表明，厚度、密度相同的EPO、EPS包装结构，在产生相同压缩量的条件下，EPO产生的反作用力要小于EPS，即运输过程中，采用EPO包装材料反馈到产品结构上的冲击载荷要小于传统包装运输材料EPS。

如图2所示，两种包装材料在首次跌落冲击过程中，对于产品的保护效果相当，但随着跌落次数的增加，EPS包装结构的冲击加速度、结构厚度损失量明显增大，这表明EPS包装材料的有效缓冲性能正逐渐丧失，最终将失去对产品的保护效果。EPO包装结构的冲击加速度在重复冲击过程中变化较小，厚度损失量明显小于EPS包装结构，证明了EPO材料在多次冲击下仍对产品具有良好的缓冲保护效果，冲击加速度曲线与缓冲包装结构回弹性能数据如图3、图4所示。

图1传统缓冲材料的失效形式

图3 缓冲材料重复冲击性能对比

图4 缓冲材料回弹性能对比

图5 面跌工况下缓冲材料吸能效果对比

表1 EPO与传统EPS缓冲材料仿真对比结果

因此，与传统EPS包装运输材料相比，EPO应对严酷运输环境，解决材料碎裂、严重压缩硬化所导致的产品运输损伤问题具有更优的效果。

3 EPO材料在实际中的应用

采用某洗涤产品进行包装方案设计及仿真校验，运用仿真手段进行跌落运输实验校核分析：

（1）校验工况面跌落、棱跌落以及角跌落；

（2）EPS与EPO包装结构校验方案的跌落高度相同；

（3）以产品缓冲结构吸能效果、易损件变形分布情况作为评定判据。

整机跌落仿真模型中，洗涤产品结构件采用壳体单元仿真模型构建构建，包装方案结构仿真模型采用六面体单元构建。使用接触阻尼避免结构件之间的接触震荡所产生的负面效应，同时对实体单元进行沙漏控制及负体积控制，保证计算过程稳定且能力量符合守恒定律。

仿真结果如图5、图6、图7、图8、图9、图10所示。

如表1所示的仿真结果表明：

（1）相同运输条件下，EPO缓冲材料吸收的冲击能量均优于EPS；

（2）对易损件的保护效果，EPO缓冲材料优于EPS。

经过仿真验证后，在保证成本不变的条件下，优化设计包装方案结构，并在某销售区域采用EPO缓冲材料包装进行小批量试运输，且进行了抽查，抽查结果为产品运输合格率100%。

材料性能测试、仿真校验及包装结构小批量跟踪反馈结果表明，EPO缓冲材料较传统包装运输材料具有明显的性能优势。以解决在从复杂运输流通过程中，由于底衬碎裂所导致的缓冲性能失效，从而引起的产品外损问题为目的，切换EPO材料是有效的。

图6 面跌工况下易损结构承受冲击效果对比

图7 棱跌工况下缓冲材料吸能效果对比

图8 棱跌工况下易损结构承受冲击效果对比

图9 角跌工况下缓冲材料吸能效果对比

4 结论

在应对严酷的实际运输状况，尤其是多通道、重复跌落程度不可预测的产品流通过程，EPO包装材料具有明显优势。使用EPO包装材料，是洗涤产品包装运输技术的一次突破。充分利用这种性价比优良的包装缓冲材料，可以在保证产品安全运输的同时，有效降低运输成本，提升产品竞争力。