防銹淀粉膠粘劑的研究

黃子發

防銹淀粉膠粘劑的研究

黃子發

（湖南都市職業學院）

介紹了防銹淀粉膠粘劑和防銹瓦楞紙板的制備方法，通過加入不同量緩蝕劑，在1%HAc環境中對金屬鐵片進行銹蝕實驗，研究亞硝酸二環己胺淀粉膠粘劑對金屬鐵片銹蝕的影響。結果表明：當亞硝酸二環己胺量為0.6g（氧化淀粉膠重量百分比為6%）時，制備的淀粉膠粘劑和瓦楞紙板對鐵片的緩蝕效果最佳。

氧化淀粉膠粘劑；亞硝酸二環己胺；瓦楞紙板

1 前言

金屬材料及制品在生產、貯存、運輸和使用中都會受到環境因素的影響，而受到不同程度的銹蝕。金屬銹蝕給國家造成巨大的經濟損失，故國內外對防銹材料的研究更加關注[1]。目前我國已開始研究既具緩蝕作用又具備防護功能的包裝材料——防銹瓦楞紙箱。

紙包裝制品在包裝工業各大門類產品種列首位，占據較大的比重。在我國，其產值占據包裝工業總產值近40%；在經濟發達國家，占45%以上。而瓦楞紙箱產值占紙包裝制品總產值的60%以上[2]。

瓦楞紙箱具有質輕、抗壓、耐戳穿、緩沖防震等機械性能；以及良好的裝潢印刷適性，能夠再循環利用，無污染等優點。如今在各類包裝容器中，無論是運輸還是銷售包裝，其使用量均首屈一指，成為包裝領域的佼佼者[3]。

氣相緩蝕劑作為一種揮發性緩蝕劑，在常溫下能揮發出具有緩蝕作用的氣體從而抑制金屬的銹蝕作用[4]。亞硝酸二環己胺因具有優秀緩蝕性能而被廣泛應用，而淀粉膠粘劑在瓦楞紙箱的制備中必不可少。本文以亞硝酸二環己胺與淀粉膠混合后，研究其對瓦楞紙箱緩蝕性能的影響。

2 實驗

2.1 實驗原料

膠粘劑：氧化淀粉膠粘劑（工業級）；

氣相緩蝕劑：亞硝酸二環己胺（工業級）；

1%HAc溶液；

單面瓦楞紙板；

里紙。

2.2 實驗儀器

電子天平、溫度計、量筒、燒杯。

2.3 緩蝕膠粘劑的制備

將亞硝酸二環己胺按一定比例加入氧化淀粉膠粘劑中，混合均勻即可。

2.4 緩蝕瓦楞紙板制備

裁取5片150mm×120mm的單面瓦楞紙板；分別在未貼里紙的紙面上均勻涂布含有不同量的緩蝕膠粘劑，貼上相同規格的里紙；對其施加適當壓力，自然干燥1h左右，得緩蝕瓦楞紙板。

2.5 緩蝕試驗裝置

醋酸溶液的蒸汽能加速鐵片腐蝕，本實驗將1%HAc溶液的蒸汽作為腐蝕劑。將制成的緩蝕淀粉膠、緩蝕瓦楞紙板分別按圖1中（a）和（b）裝置進行緩蝕試驗。

圖1 緩蝕試驗裝置示意圖

3 實驗及結果分析

不同量亞硝酸二環己胺氧化淀粉膠粘劑對金屬鐵銹蝕的影響。

不同比例的亞硝酸二環己胺與氧化淀粉膠混合，進行緩蝕試驗，步驟如下：

（1）用5個50mL小燒杯（1～5），按表1加入不同量緩蝕劑，再向小燒杯中加入10g膠粘劑攪拌均勻，然后將小燒杯分別放置到盛有50mL1%醋酸溶液的500mL的5個大燒杯中；

（2）把5個打磨好的鐵片分別懸掛在大燒杯中，位置靠近小燒杯口，密封大燒杯；

（3）隔一段時間觀察鐵片生銹情況并記錄。所得結果如表1，并繪制圖2。

表1 不同量亞硝酸二環己胺氧化淀粉膠粘劑對金屬鐵銹蝕的影響

圖2 不同量亞硝酸二環己胺氧化淀粉膠粘劑對金屬鐵銹蝕的影響

從圖2可知：在沒有加入亞硝酸二環己胺的1號杯生銹速度和生銹率最大，24h后全部被腐蝕；2號到5號杯鐵片生銹速度和生銹率都相對減小。這說明酸性環境中亞硝酸二環己胺對金屬鐵具有緩蝕效果。

分析原因有兩方面：①金屬鐵表面上有大量的自由電子，帶負電荷，它會和帶正電荷的氧化淀粉膠結合，吸附在金屬表面，阻礙醋酸分子的進入，起到防銹作用；②Fe3+會和羥基離子進行反應，生產可溶性化合物，從而改變金屬表面化學性質，也起到防銹作用。

從表中可知緩蝕劑加入量越大，緩蝕效果越好，當含量達到0.6g時，金屬表面已形成一層保護層，因此在增加緩蝕劑，其緩蝕效果變換不明顯。所以，當亞硝酸二環己胺量為0.6g，也就是氧化淀粉膠重量百分比為6%，緩蝕效果最佳。

不同量亞硝酸二環已胺氧化淀粉膠粘劑裱制的瓦楞紙板對金屬鐵銹蝕的影響

（1）用5個50mL小燒杯中加入10g氧化淀粉膠粘劑，再按表2加入不同量緩蝕劑，攪拌均勻；

（2）裁取5張100mm×100mm的單面瓦楞紙板和5張同規格的里紙；

（3）分別在單面瓦楞芯面楞峰按表2涂布不同量的亞硝酸二環己胺的氧化淀粉膠并裱制成瓦楞紙板。

（4）取一張瓦楞紙板和一片打磨好的鐵片分別懸掛入盛有50ml1%HAc的溶液的500mL大燒杯中，密封大燒杯，觀察并記錄現象。結果記錄列入表2，并繪圖3。

由表2和圖3可知：在沒有加入亞硝酸二環己胺的1號杯中鐵片生銹率和生銹速度最大，30h后全部生銹；加了亞硝酸二環己胺的2～5號杯中鐵片生銹率和生銹速度都有所減少，由此表明亞硝酸二環己胺氧化淀粉膠粘劑裱制的瓦楞紙板對鐵片有緩蝕效果，隨著緩蝕劑的增加，金屬鐵片緩蝕效果增加。

表2 不同量亞硝酸二環己胺氧化淀粉膠粘劑裱制的瓦楞紙板對金屬鐵銹蝕的影響

圖3 不同量亞硝酸二環己胺氧化淀粉膠粘劑裱制的瓦楞紙板對金屬鐵銹蝕的影響

亞硝酸二環己胺從瓦楞紙板中揮發出來，在空氣中濃度越大，金屬鐵表面的吸附量越多，阻隔了金屬與外界環境的接觸，故腐蝕速度減慢，緩蝕效果增加。而在加入不同量緩蝕劑的4號和5號杯中鐵片生銹率和生銹速度基本相同，這是因為金屬表面已形成了保護層，因此增加緩蝕劑濃度，其緩蝕效果變化不明顯。當亞硝酸二環己胺量為0.6g（氧化淀粉膠重量百分比為6%）時，緩蝕效果最佳。

4 結論

（1）亞硝酸二環己胺氧化淀粉膠粘劑制備工藝簡單，只需在氧化淀粉膠粘劑中加入所需量的亞硝酸二環己胺，攪拌均勻即可使用。氧化淀粉膠是環保型的膠粘劑。

（2）用亞硝酸二環己胺制得的防銹瓦楞紙箱不需其他包裝即可達到防銹效果，做到省時、省力又可回收利用，節省原材料。

（3）亞硝酸二環己胺淀粉膠粘劑和用其制得的瓦楞紙箱都具有一定的緩蝕效果，當亞硝酸二環己胺量為0.6g（淀粉膠重量百分比6%）時，緩蝕效果最佳。

（4）防銹瓦楞紙箱具有重量輕、造型容易、防銹性能好的優點。

[1]張欽發.亞硝酸二環己胺與海泡石壓片的力學及緩蝕性能[J].材料保護，2003，36（4），57～59.

[2]劉喜生.包裝材料學[M].吉林：吉林大學出版社，1996，188.

[3]陳鏡波.瓦楞紙板生產量現狀[J].中國包裝工業，2001，12（09）：15～16.

[4]張大全.氣相緩蝕劑及其應用[M].北京：高等教育出版社，2007，192～200.

[5]賀倫英.淀粉膠粘劑與瓦楞紙箱[M].長沙：國防科技大學出版社，1993：5～6.

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1004-7344（2016）33-0300-02

2016-11-1