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植酸的應用---金屬防銹包裝

       氣相緩(huan)蝕劑在常溫下能迅速揮發并充滿包(bao)裝空間，吸附在金(jin)屬表(biao)面(mian)上，起到(dao)阻(zu)滯(zhi)金(jin)屬腐(fu)蝕的防(fang)銹(xiu)作(zuo)用(yong)。具有節約(yue)資源、減少勞動(dong)量、拆封即可使(shi)用(yong)及美化包(bao)裝等優(you)(you)點(dian)，被廣(guang)泛(fan)應用(yong)于軍(jun)工、機械、航空、船舶、儀表(biao)、汽車、量具、精密(mi)儀器和(he)醫療器械等行業(ye)。作(zuo)為氣相防(fang)銹(xiu)紙的有效化學成(cheng)分，亞(ya)硝酸鹽類緩(huan)蝕劑由于對鋼鐵制(zhi)品的長期有效防(fang)銹(xiu)能力和(he)優(you)(you)良(liang)的抗(kang)鹽霧性(xing)能，在國內外得到(dao)了廣(guang)泛(fan)的使(shi)用(yong)。但是亞(ya)硝基和(he)仲胺在人體內易合成(cheng)亞(ya)硝胺，形成(cheng)一(yi)種強致癌物質，其毒(du)性(xing)引起了人們的高度重視。
　　研究和(he)開發(fa)高(gao)效(xiao)、低毒、多功能氣相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)是(shi)氣相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)蝕(shi)發(fa)展的(de)(de)方向。從天然動(dong)植物中提取分(fen)離(li)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)組分(fen)并進行(xing)化(hua)學改(gai)性(xing)，可(ke)得(de)到(dao)(dao)綠色(se)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)。植酸(suan)是(shi)存在(zai)于(yu)(yu)油類(lei)和(he)谷類(lei)種(zhong)子(zi)中，以米(mi)糠或麥(mai)麩為原料，經稀酸(suan)浸泡后過(guo)(guo)濾(lv)，用(yong)石(shi)灰(hui)和(he)氫(qing)氧化(hua)鈉中和(he)、沉淀，再用(yong)離(li)子(zi)交換樹脂進行(xing)酸(suan)化(hua)交換、減(jian)壓濃縮(suo)、脫(tuo)色(se)和(he)過(guo)(guo)濾(lv)得(de)到(dao)(dao)的(de)(de)一種(zhong)淡黃色(se)漿狀液體(ti)。植酸(suan)毒性(xing)極低，是(shi)一種(zhong)少見的(de)(de)金屬螯(ao)合劑(ji)(ji)。作(zuo)為電鍍添加劑(ji)(ji)、水溶(rong)性(xing)介質(zhi)中金屬緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)、防腐蝕(shi)涂(tu)料添加劑(ji)(ji)、鍍鋅和(he)鍍錫材料的(de)(de)鈍化(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)應用(yong)已有(you)報(bao)道(dao)。但(dan)關于(yu)(yu)植酸(suan)作(zuo)為氣相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)的(de)(de)研究尚未有(you)報(bao)道(dao)，本文以亞硝(xiao)酸(suan)二環己(ji)胺為參照，對植酸(suan)的(de)(de)氣相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)蝕(shi)性(xing)能進行(xing)了研究。
       一、植酸(suan)作為氣相緩蝕劑各種性能(neng)的實驗

       1.氣(qi)相快速甄別(bie)試(shi)驗
　　稱1g植酸4份分(fen)(fen)別(bie)溶于10ml水中，其中3份用氨水調pH值分(fen)(fen)別(bie)為7，9，11，另1份保持其pH值為1.15，再分(fen)(fen)別(bie)涂布(bu)在規格為150mm×360mm的中性原紙(zhi)上，自然(ran)晾干。
       2.腐蝕(shi)失重試驗
　　按涂布量分別為10、15、20、25、30、35、40 g/m²制(zhi)得(de)試驗(yan)用(yong)防銹(xiu)紙，按qB1319-91附錄A規(gui)定的方法及步驟(zou)進行試驗(yan)。試驗(yan)結束(shu)后(hou)，將試樣面上的腐(fu)(fu)蝕產物清理干(gan)凈，用(yong)丙(bing)酮洗滌(di)，干(gan)燥后(hou)稱量(liang)，繪制(zhi)涂布(bu)量(liang)與腐(fu)(fu)蝕速率(lv)的關系曲(qu)線，并計(ji)算腐(fu)(fu)蝕速率(lv)。
       3.密閉空間揮發(fa)減量試(shi)驗
　   分別稱(cheng)(cheng)取1g植酸(suan)和亞硝酸(suan)二環己(ji)胺，在(zai)20ml水中(zhong)(zhong)充分溶(rong)解(jie)。取200mm×200mm的(de)(de)中(zhong)(zhong)性原(yuan)紙兩張，在(zai)50℃的(de)(de)烘箱中(zhong)(zhong)烘干(gan)(gan)(gan)15 min后(hou)，在(zai)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)器(qi)中(zhong)(zhong)冷(leng)卻，然后(hou)稱(cheng)(cheng)其質(zhi)量，分別將(jiang)20ml的(de)(de)植酸(suan)溶(rong)液和亞硝酸(suan)二環己(ji)胺溶(rong)液涂在(zai)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)的(de)(de)紙上，晾(liang)干(gan)(gan)(gan)后(hou)在(zai)50℃的(de)(de)烘箱中(zhong)(zhong)烘干(gan)(gan)(gan)15min后(hou)，在(zai)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)器(qi)中(zhong)(zhong)冷(leng)卻，稱(cheng)(cheng)其質(zhi)量，再將(jiang)它們置(zhi)于(yu)烘箱中(zhong)(zhong)連續烘干(gan)(gan)(gan)72H，于(yu)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)器(qi)中(zhong)(zhong)冷(leng)卻，然后(hou)稱(cheng)(cheng)其質(zhi)量，計算失重率。
       4.氣相(xiang)緩(huan)蝕性能的(de)測試
　　用(yong)A3鋼制(zhi)成25mm×50mm×3mm氣(qi)相(xiang)(xiang)快(kuai)速甄(zhen)別(bie)試(shi)樣和(he)50mm×50mm×3mm濕(shi)熱試(shi)樣，用(yong)砂紙打磨光(guang)亮后(hou)，用(yong)丙酮浸(jin)洗(xi)，干燥12H后(hou)稱量備用(yong)。用(yong)鍍錫鋼板和(he)鍍鋅鋼板制(zhi)成25mm×50mm氣(qi)相(xiang)(xiang)快(kuai)速甄(zhen)別(bie)試(shi)樣和(he)50mm×50mm濕(shi)熱試(shi)樣，用(yong)丙酮浸(jin)洗(xi)，干燥12 H后(hou)稱量備用(yong)。按涂布(bu)量為20g/m2制(zhi)得試(shi)驗用(yong)亞(ya)硝酸(suan)二(er)環己胺防(fang)銹紙，規格為150mm×120mm。氣(qi)相(xiang)(xiang)快(kuai)速甄(zhen)別(bie)試(shi)驗：將150mm×120mm的(de)(de)氣(qi)相(xiang)(xiang)防(fang)銹紙卷成圓筒，裝入洗(xi)凈烘(hong)干的(de)(de)試(shi)管中貼附壁管，蓋上(shang)橡皮塞，置于50±2℃的(de)(de)烘(hong)箱中恒濕(shi)2H后(hou)取出，迅速掛入試(shi)片，再置于50±2℃的(de)(de)烘(hong)箱中恒溫2H，同時做空(kong)白(bai)對照(zhao)試(shi)驗。

       取(qu)出試(shi)(shi)管分別注入蒸餾水15 ml，再置(zhi)于50±2℃的(de)烘(hong)箱中開始試(shi)(shi)驗(yan)。每天工作(zuo)(zuo)8H，然(ran)后(hou)停止(zhi)運轉16H，24H為一周(zhou)期。7周(zhou)期后(hou)試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)束。濕熱(re)試(shi)(shi)驗(yan)：將試(shi)(shi)片用防(fang)銹紙包(bao)好后(hou)，掛(gua)在濕熱(re)箱內，在49±1℃的(de)溫度和相對濕度大于95%的(de)條(tiao)件下，每天工作(zuo)(zuo)8H然(ran)后(hou)停止(zhi)運轉16H，24H為一周(zhou)期。7周(zhou)后(hou)試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)束。
       二、實(shi)驗結果
       1.氣相快速甄別試驗(yan)
　　通(tong)過(guo)在(zai)植(zhi)(zhi)酸(suan)(suan)溶(rong)液中(zhong)加(jia)入氨水后(hou)(hou)不(bu)同(tong)pH值(zhi)的氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)快速甄別試(shi)驗(yan)來確定植(zhi)(zhi)酸(suan)(suan)作(zuo)為氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)緩蝕(shi)劑時(shi)的最(zui)佳(jia)pH值(zhi)。1g植(zhi)(zhi)酸(suan)(suan)溶(rong)于10ml水后(hou)(hou)，其pH值(zhi)為1.15，酸(suan)(suan)性(xing)較強(qiang)，加(jia)入氨水時(shi)，溶(rong)液顏色(se)(se)由(you)淡黃(huang)色(se)(se)變為深(shen)褐(he)色(se)(se)，同(tong)時(shi)伴隨放(fang)熱現(xian)象。這表明有(you)化學反應發生(sheng)(sheng)，生(sheng)(sheng)成了植(zhi)(zhi)酸(suan)(suan)氨鹽。用植(zhi)(zhi)酸(suan)(suan)作(zuo)為氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)防銹(xiu)紙緩蝕(shi)劑，在(zai)自然狀(zhuang)態下，24H之內(nei)就有(you)點(dian)蝕(shi)發生(sheng)(sheng)，用氨水調其pH值(zhi)為7時(shi)，在(zai)96h內(nei)有(you)點(dian)蝕(shi)發生(sheng)(sheng)。當(dang)PH值(zhi)為9時(shi)，在(zai)試(shi)驗(yan)周(zhou)期內(nei)有(you)良好(hao)的氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)緩蝕(shi)性(xing)能。所以(yi)用植(zhi)(zhi)酸(suan)(suan)作(zuo)氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)緩蝕(shi)劑時(shi)，用氨水調PH值(zhi)為9左右，才(cai)能發揮其良好(hao)的氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)緩蝕(shi)性(xing)能。這表現(xian)氨化后(hou)(hou)的植(zhi)(zhi)酸(suan)(suan)氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)緩蝕(shi)性(xing)能強(qiang)。
       2.腐蝕(shi)失重(zhong)試驗
　   腐蝕失(shi)重試(shi)驗(yan)的目的是為了研究涂(tu)布量和失(shi)重率之間的關系。根據(ju)（氣(qi)相快(kuai)速甄別試(shi)驗(yan)）的試(shi)驗(yan)結果，將植酸溶液的pH值用(yong)氨(an)水調至9左右，進行腐蝕失(shi)重試(shi)驗(yan)。得(de)出植酸是一種(zhong)危險型氣(qi)相防銹包裝紙緩(huan)蝕劑，當涂(tu)布量低(di)于15g/m²或(huo)大于30g/m²時(shi)，在(zai)24H內就有點蝕(shi)發(fa)生，氣(qi)相緩(huan)蝕(shi)效果比較差，失(shi)重率較大。所以用植酸(suan)作氣(qi)相防銹紙緩(huan)蝕(shi)劑時(shi)，涂布量范圍應控制在(zai)15～30g/m²之間。
 ;      3.密(mi)閉空(kong)間(jian)揮(hui)發(fa)減量試驗
　　 密閉(bi)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)揮(hui)發(fa)減量(liang)試(shi)驗結果如表1所(suo)示（詳見雜志）。在(zai)密閉(bi)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)揮(hui)發(fa)減量(liang)試(shi)驗中，植酸(suan)的(de)失(shi)重率比(bi)亞硝(xiao)酸(suan)二(er)(er)環己胺(an)大。由此表明(ming)植酸(suan)在(zai)密閉(bi)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)的(de)飽和蒸(zheng)汽壓比(bi)亞硝(xiao)酸(suan)二(er)(er)環己胺(an)大。所(suo)以用(yong)植酸(suan)作氣相防銹紙緩蝕(shi)劑時，能(neng)夠迅(xun)速揮(hui)發(fa)充滿包裝空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)，吸附(fu)到金屬表面，從而(er)起到緩蝕(shi)作用(yong)。
       4.緩蝕性(xing)能(neng)測試
　　腐蝕失重試驗的(de)目(mu)的(de)是為了研究涂布量和(he)(he)失重率之間的(de)關系。根據(ju)（氣(qi)相(xiang)快速(su)甄(zhen)別試驗）的(de)試驗結果，將植酸(suan)溶(rong)液(ye)的(de)pH值用氨水(shui)調至9左(zuo)右，進行腐蝕失重試驗。由氣(qi)相(xiang)快速(su)甄(zhen)別試驗結果可知，當涂布量為20g/m2時(shi)，植酸(suan)對A3鋼的(de)氣(qi)相(xiang)緩蝕性能比(bi)亞硝酸(suan)二環己胺強。同時(shi)植酸(suan)對鍍錫材料和(he)(he)鍍鋅材料也有良好(hao)的(de)氣(qi)相(xiang)緩蝕性能。
　　濕(shi)熱試驗(yan)結(jie)果如表(biao)2所示。由(you)此(ci)試驗(yan)結(jie)果可(ke)以確定，植酸作為(wei)防銹(xiu)包裝(zhuang)紙緩蝕劑時耐濕(shi)熱性能良好，可(ke)以在高(gao)溫(wen)高(gao)濕(shi)的環境下使(shi)用。
       三、結論
       1.用(yong)植酸作氣相緩蝕劑時，必須(xu)用(yong)氨水調pH值為9左右，才(cai)能更好地發揮其(qi)氣相緩蝕劑性能。
       2.植酸的氣相(xiang)緩(huan)蝕(shi)性(xing)能比(bi)亞硝酸二環己胺的緩(huan)蝕(shi)性(xing)強(qiang)，是一種高效氣相(xiang)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)。同時植酸對鍍錫(xi)鋼板(ban)、鍍鋅(xin)鋼板(ban)等有色金屬(shu)也有良好的氣相(xiang)緩(huan)蝕(shi)性(xing)能，屬(shu)于多功能氣相(xiang)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)。
       3.在高(gao)溫、高(gao)濕環境(jing)中，無毒(du)植(zhi)酸(suan)對黑色金屬、鍍(du)錫鋼板、鍍(du)鋅鋼板的氣相緩蝕(shi)性(xing)能良好。
       4.植酸(suan)是亞硝酸(suan)鹽(yan)類緩蝕(shi)劑(ji)的理(li)想替代品