植酸的應用---金屬防銹包裝

       氣相緩蝕劑在常溫下能迅速揮發(fā)并充滿(mǎn)包裝空間，吸附在金屬表面上，起到阻滯金屬腐蝕的防銹作用。具有節約資源、減少勞動(dòng)量、拆封即可使用及美化包裝等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用于軍工、機械、航空、船舶、儀表、汽車(chē)、量具、精密儀器和醫療器械等行業(yè)。作為氣相防銹紙的有效化學(xué)成分，亞硝酸鹽類(lèi)緩蝕劑由于對鋼鐵制品的長(cháng)期有效防銹能力和優(yōu)良的抗鹽霧性能，在國內外得到了廣泛的使用。但是亞硝基和仲胺在人體內易合成亞硝胺，形成一種強致癌物質(zhì)，其毒性引起了人們的高度重視。
　　研究和開(kāi)發(fā)高效、低毒、多功能氣相緩蝕劑是氣相緩蝕發(fā)展的方向。從天然動(dòng)植物中提取分離緩蝕劑組分并進(jìn)行化學(xué)改性，可得到綠色緩蝕劑。植酸是存在于油類(lèi)和谷類(lèi)種子中，以米糠或麥麩為原料，經(jīng)稀酸浸泡后過(guò)濾，用石灰和氫氧化鈉中和、沉淀，再用離子交換樹(shù)脂進(jìn)行酸化交換、減壓濃縮、脫色和過(guò)濾得到的一種淡黃色漿狀液體。植酸毒性極低，是一種少見(jiàn)的金屬螯合劑。作為電鍍添加劑、水溶性介質(zhì)中金屬緩蝕劑、防腐蝕涂料添加劑、鍍鋅和鍍錫材料的鈍化劑的應用已有報道。但關(guān)于植酸作為氣相緩蝕劑的研究尚未有報道，本文以亞硝酸二環(huán)己胺為參照，對植酸的氣相緩蝕性能進(jìn)行了研究。
       一、植酸作為氣相緩蝕劑各種性能的實(shí)驗

       1.氣相快速甄別試驗
　　稱(chēng)1g植酸4份分別溶于10ml水中，其中3份用氨水調pH值分別為7，9，11，另1份保持其pH值為1.15，再分別涂布在規格為150mm×360mm的中性原紙上，自然晾干。
       2.腐蝕失重試驗
　　按涂布量分別為10、15、20、25、30、35、40 g/m²制得試驗用防銹紙，按qB1319-91附錄A規定的方法及步驟進(jìn)行試驗。試驗結束后，將試樣面上的腐蝕產(chǎn)物清理干凈，用丙酮洗滌，干燥后稱(chēng)量，繪制涂布量與腐蝕速率的關(guān)系曲線(xiàn)，并計算腐蝕速率。
       3.密閉空間揮發(fā)減量試驗
　   分別稱(chēng)取1g植酸和亞硝酸二環(huán)己胺，在20ml水中充分溶解。取200mm×200mm的中性原紙兩張，在50℃的烘箱中烘干15 min后，在干燥器中冷卻，然后稱(chēng)其質(zhì)量，分別將20ml的植酸溶液和亞硝酸二環(huán)己胺溶液涂在干燥的紙上，晾干后在50℃的烘箱中烘干15min后，在干燥器中冷卻，稱(chēng)其質(zhì)量，再將它們置于烘箱中連續烘干72H，于干燥器中冷卻，然后稱(chēng)其質(zhì)量，計算失重率。
       4.氣相緩蝕性能的測試
　　用A3鋼制成25mm×50mm×3mm氣相快速甄別試樣和50mm×50mm×3mm濕熱試樣，用砂紙打磨光亮后，用丙酮浸洗，干燥12H后稱(chēng)量備用。用鍍錫鋼板和鍍鋅鋼板制成25mm×50mm氣相快速甄別試樣和50mm×50mm濕熱試樣，用丙酮浸洗，干燥12 H后稱(chēng)量備用。按涂布量為20g/m2制得試驗用亞硝酸二環(huán)己胺防銹紙，規格為150mm×120mm。氣相快速甄別試驗：將150mm×120mm的氣相防銹紙卷成圓筒，裝入洗凈烘干的試管中貼附壁管，蓋上橡皮塞，置于50±2℃的烘箱中恒濕2H后取出，迅速掛入試片，再置于50±2℃的烘箱中恒溫2H，同時(shí)做空白對照試驗。

       取出試管分別注入蒸餾水15 ml，再置于50±2℃的烘箱中開(kāi)始試驗。每天工作8H，然后停止運轉16H，24H為一周期。7周期后試驗結束。濕熱試驗：將試片用防銹紙包好后，掛在濕熱箱內，在49±1℃的溫度和相對濕度大于95%的條件下，每天工作8H然后停止運轉16H，24H為一周期。7周后試驗結束。
       二、實(shí)驗結果
       1.氣相快速甄別試驗
　　通過(guò)在植酸溶液中加入氨水后不同pH值的氣相快速甄別試驗來(lái)確定植酸作為氣相緩蝕劑時(shí)的最佳pH值。1g植酸溶于10ml水后，其pH值為1.15，酸性較強，加入氨水時(shí)，溶液顏色由淡黃色變?yōu)樯詈稚?，同時(shí)伴隨放熱現象。這表明有化學(xué)反應發(fā)生，生成了植酸氨鹽。用植酸作為氣相防銹紙緩蝕劑，在自然狀態(tài)下，24H之內就有點(diǎn)蝕發(fā)生，用氨水調其pH值為7時(shí)，在96h內有點(diǎn)蝕發(fā)生。當PH值為9時(shí)，在試驗周期內有良好的氣相緩蝕性能。所以用植酸作氣相緩蝕劑時(shí)，用氨水調PH值為9左右，才能發(fā)揮其良好的氣相緩蝕性能。這表現氨化后的植酸氣相緩蝕性能強。
       2.腐蝕失重試驗
　   腐蝕失重試驗的目的是為了研究涂布量和失重率之間的關(guān)系。根據（氣相快速甄別試驗）的試驗結果，將植酸溶液的pH值用氨水調至9左右，進(jìn)行腐蝕失重試驗。得出植酸是一種危險型氣相防銹包裝紙緩蝕劑，當涂布量低于15g/m²或大于30g/m²時(shí)，在24H內就有點(diǎn)蝕發(fā)生，氣相緩蝕效果比較差，失重率較大。所以用植酸作氣相防銹紙緩蝕劑時(shí)，涂布量范圍應控制在15～30g/m²之間。
       3.密閉空間揮發(fā)減量試驗
　　 密閉空間揮發(fā)減量試驗結果如表1所示（詳見(jiàn)雜志）。在密閉空間揮發(fā)減量試驗中，植酸的失重率比亞硝酸二環(huán)己胺大。由此表明植酸在密閉空間的飽和蒸汽壓比亞硝酸二環(huán)己胺大。所以用植酸作氣相防銹紙緩蝕劑時(shí)，能夠迅速揮發(fā)充滿(mǎn)包裝空間，吸附到金屬表面，從而起到緩蝕作用。
       4.緩蝕性能測試
　　腐蝕失重試驗的目的是為了研究涂布量和失重率之間的關(guān)系。根據（氣相快速甄別試驗）的試驗結果，將植酸溶液的pH值用氨水調至9左右，進(jìn)行腐蝕失重試驗。由氣相快速甄別試驗結果可知，當涂布量為20g/m2時(shí)，植酸對A3鋼的氣相緩蝕性能比亞硝酸二環(huán)己胺強。同時(shí)植酸對鍍錫材料和鍍鋅材料也有良好的氣相緩蝕性能。
　　濕熱試驗結果如表2所示。由此試驗結果可以確定，植酸作為防銹包裝紙緩蝕劑時(shí)耐濕熱性能良好，可以在高溫高濕的環(huán)境下使用。
       三、結論
       1.用植酸作氣相緩蝕劑時(shí)，必須用氨水調pH值為9左右，才能更好地發(fā)揮其氣相緩蝕劑性能。
       2.植酸的氣相緩蝕性能比亞硝酸二環(huán)己胺的緩蝕性強，是一種高效氣相緩蝕劑。同時(shí)植酸對鍍錫鋼板、鍍鋅鋼板等有色金屬也有良好的氣相緩蝕性能，屬于多功能氣相緩蝕劑。
       3.在高溫、高濕環(huán)境中，無(wú)毒植酸對黑色金屬、鍍錫鋼板、鍍鋅鋼板的氣相緩蝕性能良好。
       4.植酸是亞硝酸鹽類(lèi)緩蝕劑的理想替代品