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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并充滿包裝空間，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、減少勞動量、拆封即可使用及美化包裝等優點，被廣泛應用于軍工、機械、航空、船舶、儀表、汽車、量具、精密儀器和醫療器械等行業。作為氣相防銹紙的有效化學成分，亞硝酸鹽類緩蝕劑由于對鋼鐵制品的長期有效防銹能力和優良的抗鹽霧性能，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，其毒性引起了人們的高度重視。
　　研究和開發高效、低毒、多功能氣相緩蝕劑是氣相緩蝕發展的方向。從天然動植物中提取分離緩蝕劑組分并進行化學改性，可得到綠色緩蝕劑。植酸是存在于油類和谷類種子中，以米糠或麥麩為原料，經稀酸浸泡后過濾，用石灰和氫氧化鈉中和、沉淀，再用離子交換樹脂進行酸化交換、減壓濃縮、脫色和過濾得到的一種淡黃色漿狀液體。植酸毒性極低，是一種少見的金屬螯合劑。作為電鍍添加劑、水溶性介質中金屬緩蝕劑、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，本文以亞硝酸二環己胺為參照，對植酸的氣相緩蝕性能進行了研究。
       一、植酸作為氣相緩蝕劑各種性能的實驗

       1.氣相快速甄別試驗
　　稱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行試驗。試驗結束后，將試樣面上的腐蝕產物清理干凈，用丙酮洗滌，干燥后稱量，繪制涂布量與腐蝕速率的關系曲線，并計算腐蝕速率。
       3.密閉空間揮發減量試驗
　   分別稱取1g植酸和亞硝酸二環己胺，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，然后稱其質量，分別將20ml的植酸溶液和亞硝酸二環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，稱其質量，再將它們置于烘箱中連續烘干72H，于干燥器中冷卻，然后稱其質量，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后稱量備用。按涂布量為20g/m2制得試驗用亞硝酸二環己胺防銹紙，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、實驗結果
       1.氣相快速甄別試驗
　　通過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確定植酸作為氣相緩蝕劑時的最佳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，溶液顏色由淡黃色變為深褐色，同時伴隨放熱現象。這表明有化學反應發生，生成了植酸氨鹽。用植酸作為氣相防銹紙緩蝕劑，在自然狀態下，24H之內就有點蝕發生，用氨水調其pH值為7時，在96h內有點蝕發生。當PH值為9時，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，用氨水調PH值為9左右，才能發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，在24H內就有點蝕發生，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，涂布量范圍應控制在15～30g/m²之間。
       3.密閉空間揮發減量試驗
　　 密閉空間揮發減量試驗結果如表1所示（詳見雜志）。在密閉空間揮發減量試驗中，植酸的失重率比亞硝酸二環己胺大。由此表明植酸在密閉空間的飽和蒸汽壓比亞硝酸二環己胺大。所以用植酸作氣相防銹紙緩蝕劑時，能夠迅速揮發充滿包裝空間，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，植酸對A3鋼的氣相緩蝕性能比亞硝酸二環己胺強。同時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耐濕熱性能良好，可以在高溫高濕的環境下使用。
       三、結論
       1.用植酸作氣相緩蝕劑時，必須用氨水調pH值為9左右，才能更好地發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己胺的緩蝕性強，是一種高效氣相緩蝕劑。同時植酸對鍍錫鋼板、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、高濕環境中，無毒植酸對黑色金屬、鍍錫鋼板、鍍鋅鋼板的氣相緩蝕性能良好。
       4.植酸是亞硝酸鹽類緩蝕劑的理想替代品