除氧封存包装的钢铁锈蚀原因

除氧封存包装的钢铁锈蚀原因 全封存型钢骘锉囡 除氧封存包装的钢铁锈蚀原因 总后军械研究所金荤久 【擒裹]通过在高温高温,常温高龌,常温常温三种条件下.对光亮无锈 的钢试片进行除氧封存包装试验,根据试验结果.其除氧封存包 装中钢铁锈 {!lj的原因. 关?词除氧包装除氧剂包装容器腐蚀 除氧封存包装是一种新的包装方法.近 几年来,在食品,药材,毛皮制品等的封存 防护上显示了良好的防霉,防虫效果,所 以,这种新包装方法越来越受到包装专家和 学者们的重视,不断地得到推广和应用. 但是,除氧剂用于钢铁目蛳j粤慧一 存包装,目前这方面的文献报道不多.许多 单位虽然开展了这方面的研究工作,据我们 所知尚无明确定论.为了探讨这种包装方法 对钢铁制品的锈蚀效果,我们在高温高 湿常温高湿,常温常湿三种试验条件下, 分别对光亮无锈的钢试片进行了不同时间的 除氧封存包装试验.试验结果明,上述三 种试验中的钢试片随着时间的变化均出现不 同程度的锈蚀.率文针对这种试验结果,做 如下分析和讨论. 1试验情况 1.1样品的准备 1.选用尺寸为50×50×3(ram度 90% 90% 50~70弼 时间(天) 90 4O0 400 1.3试验结果 1.各种试验条件下的包装试样,在试 验期间包装容器内均无氧气存在(根据氧指 示剂判断,氧浓度在0.1啪以下). 2.高温高湿试验进行到第4O天时,钢试 片表面开始出现锈蚀,9O天后镑蚀严重. 3.常温高湿及常温常湿试验分别在9O 天和l2O天时,部分钢试片表面局部开始产 生轻微锈蚀,到第400天时所有试片均有轻 微锈蚀. 各种试验条件钢试片锈蚀情况详见表2. 众所周知,氧气是引起钢铁诱蚀的重要 因素之一.根据腐蚀原理,在绝对无氧的环 境条件下,钢铁是不易诱蚀的.我们的试验 结果表明,试验中的钢试H均有锈蚀.因此 .丰文于I991年2月25日收到 —— ?_AAGI,NGENGINEE吐2?1— 99粤棼碍一...1.! 囊2钢试片奠时问蜜亿的钎蚀情况 试验谆1试验时间(天) 种类i鼓?9o120如0 高温l试片均明试片锈l; 高谩}显锈蚀蚀I重’一:一 i无镯耘 量二,竖 必须从分析除氧封存包装的除氧原理上做澡 入讨诒 2除氧封存愿理及包封材料 2.1除氧封存剂 除氧封存包装即在普通的密封包装容器 内添加计算量的除氧封存剂.包装用除氧封 存剂有两部分组成:一部分是袋装的粉状 .除氧剂;一部分是片状的氧浓度指示剂. 氧浓度指示剂的作用是以不同颜色的变化来 判断包装容器内有无氧:有氧时指示剂呈兰 色(氧浓度在0.5嘶以上);无氧时指示剂呈 红色(氧浓度在0.1嘶以下),在上述中间状 态指示剂呈紫色.在我们的试验中,各包装 容器内氧指示剂始终都为红色,表示容器内 氧浓度在0.1和以下. 2.2除氧原理 除氧封存包装,起除氧作用的是除氧 剂.据有关文献报道,普通除氧剂可以在 1N2天内将包装容器内的氧气除掉,并保持 无氧状态.本次试验选用的除氧剂其主要成 份是铁粉,其除氧原理就是靠铁粉吸收包装 容器内的氧发生电化学反应以此除氧从而 达到保护内装物的目的,即: 阳极:Fe-2e->Fe” 阴极l1/2+H:o+2e.-*.2OH. Fe2++20H一—Fe(OH)2 4Fe(OH)+0+2H:0 4Fe(OH)3 由厦应式可风,整个化学反应过程中必 须有水参予才能保证除氧剂——铁耕可靠吸 氧,而水份则来自包装容器内的潮气.据有 关资料介绍,只有包裴容器内相对湿廖高于 40%时,钢铁才能与氧气发生反应.而且另 有资料介绍,欲使除氧剂充分吸氧,其包装 容器内的相对湿度应在30铂以上. 2.3包封材料的选择 根据上述原理,要使除氧剂达到可靠除 氧的目的,包装容器内的气氛中岿须有一定 的湿度.因此用作除氧包装的包封材料,必须 既具有良好的隔氧性又要有较低的透湿度. 目前,做密封包装用的基本材料主要是 塑料薄膜,这类材料不仅有各种单层膜,而 且还有多种塑/塑复合膜及塑/铝/塑复合膜. 塑/铝/塑复合薄膜具有优良的隔氧,防潮性 能(氧气,水蒸汽透过量几乎为零),但价格 较贵,因此当前用作除氧封存包装的包装材 料大多为价格便宜的塑/塑复合薄膜.本次 试验中选用的包封材料就是聚酯/聚乙烯复 合薄膜. 5除氧包装中钢铁锈蚀的原因 根据以上分析,除氧封存包装容器内钢 试片的锈蚀由以下原因造成. 1.除氧剂的除氧原理与钢铁锈蚀理论 的一致性,是钢试片产生锈蚀的原因之一. 根据除氧剂除氧原理,钢试片被包封 后,包装容器内除氧剂中的铁粉便开始吸收 氧气.但对钢试片丽言,其表面光亮无锈, 金属基体裸露,完全可以看作是一层铁粉附 着在钢试一表面上.因此其本身也能吸收氧 气,进行着与除氧剂中铁粉相同的化学反应. 只不过钢试片所吸收的氧与除氧剂中铁粉所 吸收的氧相比,量很少而已.经分析,整个封 存过程中二者的吸氧反应分两个阶段进行. 第一阶段,从钢试片包装封存到包装容 器内氧指示剂呈红色状态.由于封存时包装 容器内积存着一定量氧浓度高(含氧20嘶) 的空气,所以这一阶段钢试片和除氧剂中铁 134盘荣A-豫氧封存包装的钢铁锈蚀躁因 粉都可以吸收到比较多的氧,致使钢试片与 所吸收的氧发生电化学反应,为以后钢试片 的锈蚀打下基础. 第二阶段,从氧指示剂红色状态到钢 试片锈蚀.这一阶段虽然包装容器内一直无 氧,但根据前面包封材料介绍可知,聚酯/ 聚乙烯薄膜虽有较好的隔氧性,可并不是绝 对不透氧,只不过透过量少而已.透入包装 容器内的氧气便不断地被钢试片和除氧荆中 铁粉吸收,从而也使得包装容器内时刻处于 无氧状态.这一阶段与第一阶段相比,钢试 片和除氧剂中铁粉的吸氧量都很少.但这种 少量吸氧反应的长期进行,对钢试片的锈蚀 却起到了不可忽视的作甩. 根据上述分析,钢试片在第一阶段吸收 较大量的氧,生成碱式氧化物的前提下,加 之第二阶段长时期与少量氧作用,便慢慢产 生锈蚀. 2除氧封存包装容器内水份的存在是 钢试片产生锈蚀的原因之二. 根据前面的分析可知,除氧封存包装容 器内虽然无氧,但存在着一定量的潮气,这 些潮气可以在钢试片表面形成水膜.众所周 知,纯净的水本身就是一种弱电解质,它可以 电离成H离子和OH’离子,不需任何电解质 存在使能与钢试片表面进行电极过程,腐蚀 钢铁表面对钢试片而言,电扳反应如下: 阳极lFe-2e-o’Fe 阴极l2H+2e?t 经过上述反应,水膜中H离子减少, 随着水的继续电离,OH离子浓度增加,增 强了水膜的导电性,促进了电极过程的加速 进行.这就是通常所说的水与金属发生电化 学反应时,电极过程本身的自催化效应.也 就是说,水对钢试片的腐蚀,随着电极过程 的进行将越来越严重. OH离子在游离过程中,与阳极反应产 物Fe”离子结合便生成[Fe(OH)],沉积 在钢试片上. 以上腐蚀过程,存较短的时闻内与氧的 电极过程相比,对钢试片的腐蚀不起决定性 作用,但对疑期处于潮湿环境下的钢试片而 言,这个电极过程的腐蚀作用就绝对不能忽 视了.这就是试验中引起钢试片锈蚀的又一 因素. 4结论 1.除氧封存包装容器内的涂氧剂试图 靠本身的铁粉快速吸收氧气选4保护钢铁不 镑蚀的目的.然而,由试验结果及钢试片锈 蚀原因分析可知,钢试片在铁粉吸氧的同 时,本身也吸收了少量的氧气,致使钢试片 慢慢生锈 2.除氧封存包装容器内含有,定的水 份,水是钢铁锈蚀不可缺少的因素,无论包 装容器内有无氧存在,只要有水份存在钢铁 就有产生锈蚀的可能. 综上所述,除氧封存包装中的赊氧剂只 能减缦钢铁的锈蚀,不能完全保证钢铁不锈. 蚀.据此,我们认为,钢铁制品的防锈蚀包 装不宜单纯采用除氧剂进行封存包装.? 编辑部重要启事 l《包装工程争杂志上级批准.从1992年起 改为双月刊.每逢双月5日出版玫刊后的《包装 工程争杂志将增加拦目.如国外包装(含译文赢编 译稿),包装信息,四新成果,经验交流,难题解 答,专家咨询等.并为厂家提供产品宣传(文字和 图片广告)方便. 2本杂志从6月1日’起全面贯彻执行《中华人民 共和蟊着作梗法’. ?本刊在作者发出稿件之日起三十时内通知 作者录用与否(以邮艘为准).请勿一稿两投. @凡投本杂志的稿件作者不愿删节,修改 内容的,请在信中注腭. ?来稿请用方格稿纸誊请;凡科技请按 国家标准格式书写. 《包囊工程》一?部 包 装 工 程 束 _.一 … PA ,C!N… G/NE , ERJ1991望 航空气相防锈纸对有色金属的适应性 长毒防镑材料研究所成身俊焦建华 【摘要3介绍了GJB61’8航空气相防锈喜匠的成分.以及其对黄铜, 紫铜 镀镉及铸镁台金寺可适应性.航空气相防锈纸巳成功地用于航炮及 航空发动机的整 机气相封存与包装. 美蕾词封存包装气相防锈纸遗应性试验航炮涡喷发动机 航空气相防锈纸是在l9号多效能气相防 锈纸的础上改进的.l9号气相防锈纸在航 炮及航空发动机的试封申,虽较其它国产多 效能气相防锈纸效果略好,但对有色金属及 镀层的适应性难以稳定.航空气相防锈纸满 足了吉Q/QB2-010-80《航空气相防锈纸》 企业标准中技术条件第9项有色金属及镀层 适应性的指标要求.不仅对指标中规定的黄 铜,紫铜,镀锌钝化,镀镉钝化有着很好的 适应性,而且对镁合金也有较好的适应性. 航空气相防锈纸投产十年来,用于航炮 封存,及返修航空发动机封存取得了可喜l拘 成果如某厂十年来采用航空气相防镑纸整 机封存返修涡喷发动机达10700台,无一台 困锈蚀返厂.某航炮厂对1980年首批使用航 空气相防锈纸包装的800多门航炮及1981年 投产的160多门的航炮,分别到库房进行了一 年半,三年的跟踪抽查,取得完全满意的效 .本文:]:1991年1月14日收到 SteelCorrosionfromPreservativePackaging ofDeoxidation ji丑Rongjin (GenerdlLogisticsOrdr*anceInstitute) Thedeoxidizcdpreservativepackagingtestismadeo11thebrightnonrustedst, eelplatesnnderthethreeconditionsofhightemperaturewithhlg]~humidity.nor, mB1atmo~pherictemperaturewithhighhumlditYandnormalatmospherictemperatu, rewithnormalhumidity.Thefactorscausingsteelcorrosionfromthepreser~ativa t~ackagingofdeoxidationateanalysedb~sedonthetestingresults. Keywords#deoxidationpackaging.deoxidizingagent,packagin~container.corr Osio4