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植酸的應用---金屬防銹包裝

       氣(qi)相(xiang)緩(huan)蝕劑在(zai)常溫(wen)下能迅速揮(hui)發并充滿包裝(zhuang)空間，吸附在(zai)金(jin)屬(shu)表面(mian)上，起到(dao)阻滯金(jin)屬(shu)腐蝕的防銹作用(yong)(yong)。具有節約資源、減少勞動(dong)量(liang)、拆封(feng)即可使(shi)用(yong)(yong)及美化包裝(zhuang)等優點，被廣泛(fan)應用(yong)(yong)于軍(jun)工、機械(xie)、航空、船舶、儀表、汽車(che)、量(liang)具、精密(mi)儀器(qi)和醫療器(qi)械(xie)等行業。作為氣(qi)相(xiang)防銹紙的有效化學成分，亞硝(xiao)酸鹽類緩(huan)蝕劑由于對鋼鐵制(zhi)品的長期有效防銹能力和優良的抗(kang)鹽霧性(xing)能，在(zai)國(guo)內(nei)外得到(dao)了廣泛(fan)的使(shi)用(yong)(yong)。但是亞硝(xiao)基和仲胺在(zai)人體內(nei)易合成亞硝(xiao)胺，形成一種強致癌(ai)物(wu)質，其毒性(xing)引起了人們的高度重(zhong)視。
　　研究(jiu)和(he)開發高效、低毒、多(duo)功能氣相(xiang)緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)是氣相(xiang)緩(huan)蝕(shi)(shi)發展的(de)(de)(de)方向。從天然動植(zhi)物中(zhong)提取分離(li)緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)組分并進行化學改性(xing)，可得到(dao)綠色(se)緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)。植(zhi)酸(suan)(suan)是存在于油類(lei)和(he)谷類(lei)種子中(zhong)，以(yi)(yi)米糠或麥麩為(wei)原料(liao)，經(jing)稀酸(suan)(suan)浸泡后過濾(lv)，用石灰和(he)氫(qing)氧(yang)化鈉中(zhong)和(he)、沉(chen)淀，再用離(li)子交(jiao)換樹脂進行酸(suan)(suan)化交(jiao)換、減壓濃縮、脫色(se)和(he)過濾(lv)得到(dao)的(de)(de)(de)一(yi)種淡黃色(se)漿狀液體。植(zhi)酸(suan)(suan)毒性(xing)極(ji)低，是一(yi)種少見的(de)(de)(de)金屬螯合(he)劑(ji)。作(zuo)(zuo)為(wei)電鍍(du)添(tian)加劑(ji)、水溶性(xing)介質中(zhong)金屬緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)、防(fang)腐蝕(shi)(shi)涂料(liao)添(tian)加劑(ji)、鍍(du)鋅和(he)鍍(du)錫(xi)材料(liao)的(de)(de)(de)鈍(dun)化劑(ji)的(de)(de)(de)應(ying)用已有(you)報(bao)(bao)道。但關于植(zhi)酸(suan)(suan)作(zuo)(zuo)為(wei)氣相(xiang)緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)研究(jiu)尚未有(you)報(bao)(bao)道，本(ben)文以(yi)(yi)亞硝酸(suan)(suan)二環(huan)己(ji)胺為(wei)參照(zhao)，對植(zhi)酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)氣相(xiang)緩(huan)蝕(shi)(shi)性(xing)能進行了研究(jiu)。
       一(yi)、植酸作為氣相緩蝕劑各(ge)種性能的實驗

       1.氣相快速(su)甄別(bie)試驗
　　稱1g植酸4份(fen)分別(bie)溶于(yu)10ml水中(zhong)，其(qi)中(zhong)3份(fen)用氨水調(diao)pH值分別(bie)為(wei)7，9，11，另1份(fen)保(bao)持其(qi)pH值為(wei)1.15，再分別(bie)涂布(bu)在規格為(wei)150mm×360mm的中(zhong)性(xing)原(yuan)紙上，自然晾干。
       2.腐蝕失重試驗
　　按涂布量(liang)分(fen)別(bie)為10、15、20、25、30、35、40 g/m²制得試(shi)驗(yan)(yan)用防銹紙，按qB1319-91附錄(lu)A規定的(de)方法及步驟進行試(shi)驗(yan)(yan)。試(shi)驗(yan)(yan)結束后，將(jiang)試(shi)樣(yang)面上的(de)腐(fu)蝕產物清理(li)干(gan)凈，用丙(bing)酮洗(xi)滌，干(gan)燥后稱量(liang)，繪(hui)制涂布量(liang)與腐(fu)蝕速率(lv)(lv)的(de)關系曲線(xian)，并計(ji)算腐(fu)蝕速率(lv)(lv)。
       3.密閉空間揮發(fa)減量試驗
　   分別(bie)稱(cheng)取1g植酸(suan)和亞(ya)硝酸(suan)二(er)環(huan)(huan)己(ji)胺，在(zai)20ml水(shui)中(zhong)充分溶解。取200mm×200mm的中(zhong)性原紙兩張(zhang)，在(zai)50℃的烘(hong)(hong)箱中(zhong)烘(hong)(hong)干(gan)(gan)15 min后(hou)，在(zai)干(gan)(gan)燥器中(zhong)冷(leng)卻，然后(hou)稱(cheng)其(qi)質量(liang)，分別(bie)將(jiang)20ml的植酸(suan)溶液(ye)和亞(ya)硝酸(suan)二(er)環(huan)(huan)己(ji)胺溶液(ye)涂在(zai)干(gan)(gan)燥的紙上，晾干(gan)(gan)后(hou)在(zai)50℃的烘(hong)(hong)箱中(zhong)烘(hong)(hong)干(gan)(gan)15min后(hou)，在(zai)干(gan)(gan)燥器中(zhong)冷(leng)卻，稱(cheng)其(qi)質量(liang)，再將(jiang)它們(men)置于烘(hong)(hong)箱中(zhong)連續(xu)烘(hong)(hong)干(gan)(gan)72H，于干(gan)(gan)燥器中(zhong)冷(leng)卻，然后(hou)稱(cheng)其(qi)質量(liang)，計算失重率。
       4.氣相緩蝕性能的測試
　　用A3鋼制成(cheng)25mm×50mm×3mm氣相快速甄別(bie)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣和50mm×50mm×3mm濕(shi)熱(re)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣，用砂紙打磨光(guang)亮后，用丙(bing)酮浸洗，干燥(zao)12H后稱(cheng)量(liang)備用。用鍍錫(xi)鋼板(ban)和鍍鋅(xin)鋼板(ban)制成(cheng)25mm×50mm氣相快速甄別(bie)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣和50mm×50mm濕(shi)熱(re)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣，用丙(bing)酮浸洗，干燥(zao)12 H后稱(cheng)量(liang)備用。按涂布量(liang)為(wei)20g/m2制得試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)用亞硝酸二環己(ji)胺(an)防銹(xiu)紙，規(gui)格為(wei)150mm×120mm。氣相快速甄別(bie)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)：將150mm×120mm的(de)(de)氣相防銹(xiu)紙卷(juan)成(cheng)圓(yuan)筒，裝入洗凈烘(hong)干的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)管中貼(tie)附(fu)壁管，蓋上橡皮(pi)塞，置于50±2℃的(de)(de)烘(hong)箱中恒濕(shi)2H后取出，迅速掛入試(shi)(shi)(shi)(shi)片，再置于50±2℃的(de)(de)烘(hong)箱中恒溫2H，同時(shi)做(zuo)空白對照試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)。

       取出試(shi)管分別注入蒸(zheng)餾水15 ml，再(zai)置于50±2℃的烘箱(xiang)中開始試(shi)驗。每天(tian)工作8H，然后(hou)停止運轉(zhuan)16H，24H為一周(zhou)期(qi)。7周(zhou)期(qi)后(hou)試(shi)驗結束(shu)。濕熱(re)試(shi)驗：將試(shi)片(pian)用防銹紙包好后(hou)，掛在(zai)濕熱(re)箱(xiang)內，在(zai)49±1℃的溫度和相對濕度大于95%的條件(jian)下，每天(tian)工作8H然后(hou)停止運轉(zhuan)16H，24H為一周(zhou)期(qi)。7周(zhou)后(hou)試(shi)驗結束(shu)。
       二、實(shi)驗結果(guo)
       1.氣(qi)相快速甄別試(shi)驗
　　通過在(zai)植(zhi)酸(suan)(suan)(suan)溶液中加(jia)入氨水(shui)后不同pH值(zhi)的(de)(de)氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)快速甄別試驗來(lai)確(que)定植(zhi)酸(suan)(suan)(suan)作為(wei)(wei)氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕劑時(shi)(shi)的(de)(de)最佳(jia)pH值(zhi)。1g植(zhi)酸(suan)(suan)(suan)溶于10ml水(shui)后，其(qi)pH值(zhi)為(wei)(wei)1.15，酸(suan)(suan)(suan)性(xing)較(jiao)強，加(jia)入氨水(shui)時(shi)(shi)，溶液顏色由淡黃色變為(wei)(wei)深褐色，同時(shi)(shi)伴隨(sui)放熱現象。這(zhe)表(biao)明有(you)(you)(you)化(hua)學(xue)反應發生，生成了植(zhi)酸(suan)(suan)(suan)氨鹽。用植(zhi)酸(suan)(suan)(suan)作為(wei)(wei)氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)防銹紙(zhi)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕劑，在(zai)自(zi)然狀(zhuang)態下，24H之內(nei)就有(you)(you)(you)點(dian)蝕發生，用氨水(shui)調(diao)其(qi)pH值(zhi)為(wei)(wei)7時(shi)(shi)，在(zai)96h內(nei)有(you)(you)(you)點(dian)蝕發生。當PH值(zhi)為(wei)(wei)9時(shi)(shi)，在(zai)試驗周期(qi)內(nei)有(you)(you)(you)良(liang)好的(de)(de)氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕性(xing)能(neng)。所以用植(zhi)酸(suan)(suan)(suan)作氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕劑時(shi)(shi)，用氨水(shui)調(diao)PH值(zhi)為(wei)(wei)9左右，才能(neng)發揮(hui)其(qi)良(liang)好的(de)(de)氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕性(xing)能(neng)。這(zhe)表(biao)現氨化(hua)后的(de)(de)植(zhi)酸(suan)(suan)(suan)氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕性(xing)能(neng)強。
       2.腐蝕失(shi)重(zhong)試(shi)驗
　   腐蝕失(shi)重(zhong)試(shi)驗(yan)的(de)目的(de)是為了研究涂布(bu)(bu)量(liang)和失(shi)重(zhong)率之間的(de)關系。根據(ju)（氣相快速甄別(bie)試(shi)驗(yan)）的(de)試(shi)驗(yan)結果，將(jiang)植酸(suan)溶液(ye)的(de)pH值用氨(an)水調至(zhi)9左右，進行腐蝕失(shi)重(zhong)試(shi)驗(yan)。得出植酸(suan)是一(yi)種危險(xian)型氣相防(fang)銹(xiu)包(bao)裝紙緩蝕劑(ji)，當涂布(bu)(bu)量(liang)低于(yu)15g/m²或(huo)大(da)于30g/m²時(shi)，在(zai)24H內(nei)就有點蝕(shi)發生，氣(qi)(qi)相緩(huan)蝕(shi)效果比較差，失重率較大。所以(yi)用植酸作(zuo)氣(qi)(qi)相防(fang)銹紙(zhi)緩(huan)蝕(shi)劑時(shi)，涂布量范圍應控制(zhi)在(zai)15～30g/m²之間。
       3.密閉空(kong)間揮(hui)發減量試驗
　　 密(mi)閉空(kong)間(jian)揮(hui)發減(jian)量試(shi)驗結(jie)果如表1所示(shi)（詳見雜志(zhi)）。在密(mi)閉空(kong)間(jian)揮(hui)發減(jian)量試(shi)驗中，植酸(suan)的(de)失重率(lv)比(bi)亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)二(er)環己胺大。由此表明植酸(suan)在密(mi)閉空(kong)間(jian)的(de)飽和蒸汽壓(ya)比(bi)亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)二(er)環己胺大。所以用植酸(suan)作(zuo)氣相防銹(xiu)紙緩(huan)蝕劑時，能夠迅速揮(hui)發充滿包裝空(kong)間(jian)，吸附到(dao)金屬表面，從而起到(dao)緩(huan)蝕作(zuo)用。
       4.緩(huan)蝕性能測試
　　腐蝕(shi)失(shi)重試(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是為了研究涂布量和失(shi)重率(lv)之間的(de)(de)(de)關系。根據（氣(qi)相快(kuai)速甄別試(shi)驗(yan)(yan)）的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)結果(guo)，將植(zhi)酸(suan)溶液的(de)(de)(de)pH值用氨水(shui)調至9左(zuo)右，進行腐蝕(shi)失(shi)重試(shi)驗(yan)(yan)。由氣(qi)相快(kuai)速甄別試(shi)驗(yan)(yan)結果(guo)可知，當涂布量為20g/m2時，植(zhi)酸(suan)對A3鋼的(de)(de)(de)氣(qi)相緩(huan)蝕(shi)性能比亞硝酸(suan)二環己胺強(qiang)。同時植(zhi)酸(suan)對鍍(du)錫材(cai)料和鍍(du)鋅材(cai)料也(ye)有(you)良好的(de)(de)(de)氣(qi)相緩(huan)蝕(shi)性能。
　　濕熱試驗(yan)結果如表2所示。由此試驗(yan)結果可(ke)以確定，植酸作為防銹包(bao)裝紙緩蝕劑時耐濕熱性能(neng)良(liang)好(hao)，可(ke)以在(zai)高溫高濕的環境下使(shi)用。
       三、結論
       1.用植酸作氣相(xiang)緩蝕(shi)劑時，必(bi)須用氨水(shui)調pH值(zhi)為9左右(you)，才(cai)能(neng)更好地發揮(hui)其氣相(xiang)緩蝕(shi)劑性能(neng)。
       2.植酸的氣相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)(huan)蝕性(xing)能比亞(ya)硝(xiao)酸二環己胺的緩(huan)(huan)(huan)蝕性(xing)強，是一種(zhong)高效氣相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)(huan)蝕劑。同時(shi)植酸對鍍錫鋼(gang)板、鍍鋅鋼(gang)板等(deng)有色金(jin)屬也有良好的氣相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)(huan)蝕性(xing)能，屬于(yu)多(duo)功(gong)能氣相(xiang)(xiang)(xiang)緩(huan)(huan)(huan)蝕劑。
       3.在(zai)高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)濕(shi)環(huan)境中，無毒植酸(suan)對(dui)黑色(se)金(jin)屬、鍍(du)錫(xi)鋼(gang)板、鍍(du)鋅(xin)鋼(gang)板的氣相緩蝕性能良好。
       4.植酸是亞硝酸鹽(yan)類(lei)緩蝕劑的(de)理想替代品