APP下载

浅析气相防锈塑料包装薄膜的检测

2013-01-18

塑料包装 2013年4期
关键词:凹形胶塞铝管

孟 琳

(中国包装科研测试中心)

气相防锈包装材料,作为一种高科技防锈包装产品源于第二次世界大战后期的军事应用。由于其在防锈上具有迅速、简易、低成本的特点,尤其是符合环保要求,近年来受到更多重视。气相防锈包装材料是将VCI(Volatile Corrosion Inhibition)气相缓蚀剂混合在塑料薄膜、纸等材料中制成的,通过含浸在其中的气相缓蚀剂发挥防锈作用。气相防锈塑料薄膜(简称VCIF);以聚烯烃类树脂为基料,加入挥发性气相缓蚀剂(简称VCI)通过一定的工艺方法而制成的。该气相缓蚀剂对金属表面的有效吸附和塑料薄膜对环境大气产生屏蔽作用的协同结果。将气相缓蚀剂均匀、稳定地混溶与塑料薄膜中,通过气相缓蚀剂自身的特点——适宜的蒸气压而持续稳定地发出缓蚀气体,这种缓蚀剂气体或通过与金属离子反应形成钝化膜络合物,或改变金属表面的酸碱环境及在金属表面形成憎水膜等形式钝化金属表面,从而起到防止或延缓金属锈蚀的发生。由于气相缓蚀剂分子是持续地挥发,能够在密闭空间内始终处于“饱和”状态,因而可达到长期、稳定的防锈效果。又由于缓蚀剂分子是气体状态,无孔不入,不管金属制品外形多么复杂,仍可获得理想的防锈效果。气相防锈产品主要应用于军事、汽车、船舶、飞机发动机及零件、机械、电子等领域。

气相防锈塑料薄膜按用途分为钢用和多金属用(包括钢、黄铜和铝)。按形状分为卷状、片状、袋状,按结构分为单层、双层、多层。

气相防锈塑料薄膜的检测标准有:GB/T19532-2004《包装材料 气相防锈塑料薄膜》、JB/T6067-1992《气相防锈塑料薄膜 技术条件》以及相关的方法标准。产品标准GB/T19532-2004《包装材料气相防锈塑料薄膜》对VCIF的外观、规格、防锈性能、物理性能进行了规定。标准给出了气相防锈塑料薄膜厚度的参考值 0.05mm~0.15mm,有特殊需要经供需双方商定。标准中防锈性能检验项目包括气相缓蚀能力(VIA)、消耗后的气相缓蚀能力(VIA)、气相防锈甄别试验、接触腐蚀、与铜的相容性、交变湿热试验、长期防护性七项检测指标。下面简要介绍气相防锈塑料薄膜常用的气相缓蚀能力(VIA)、消耗后的气相缓蚀能力(VIA)2种防锈性能的检测方法。

(一)气相缓蚀能力(VIA)的试验方法:

1 试验前的准备

1.1 试验所需仪器、器皿及材料包括:电热鼓风恒温箱(室温~200℃)、1000ml的广口瓶、13#和9#橡皮塞、外径为16mm ×1.5mm ×110mm 铝管、氧化铝或金刚砂型,240#、400#、600#、及 800#砂纸、,直径(200~300)mm玻璃干燥器、细孔型硅胶以及电镀镊子、回形针、订书钉、电吹风器、搪瓷杯、脱脂纱布等。

1.2 试片:材质符合GB/T 699-1999要求的10#钢的凹形试片4个,尺寸要求:直径16mm、高13mm的圆柱形钢片,在其一端面中央钻有直径10mm、深10mm、底部平坦的孔。另一端面先用磨床加工至粗糙度Ra 0.8μm。使用前,再用240#、400#、600#及800#砂纸依次打磨至粗糙度 Ra 0.4~0.6μm。打磨面不能有凹坑、划伤、和锈蚀。然后用镊子夹持试片进行清洗,清洗的顺序是:用纱布分别沾有溶剂油清洗两遍、95%乙醇、无水乙醇各清洗一遍,用电吹风热风吹干,置于干燥器内冷却、备用。但是试片在干燥器内的贮存时间不能超过24h,否则应重新打磨、清洗。防止试片表面生锈影响试验。注意清洗后的试片应戴手套接触,避免裸手接触或被污染。

1.3 测试试样:试样一定要密封包装,以防止气相缓蚀剂挥发,影响防锈效果。从卷膜上取样,应该去掉最外面两层,裁取2m2试样,其中一半备用。从片状或袋状产品中取样,应从该包装产品的顶部往下数第四张以下截取约2m2或相当2m2(袋状产品),其中一半备用。一定要将备用样品密封包装。将取得的试样,保持密封包装状态,置于试验操作的环境中,至少保持4h,再进行试验。

1.4 气相缓蚀能力(VIA)的试验装置图见上图。

1.4.1 在13#橡胶塞端面适当部位分别打直径为15mm和8mm的通孔,在9#塞中心打一直径为15mm的通孔。

1.4.2 把铝管插入13#和9#胶塞,铝管露出9#塞图中e的大的端面不超出2mm。

1.4.3 将准备好的试片放在干净的滤纸上,将凹形面压入9#塞内,即图中h塞小的端面内,试验面一端露出部分不超过3mm。再把此塞套入铝管(13#塞小端面一侧),并使铝管与凹形试片接触。嵌入凹形试片的9#塞与13#大塞之间露出的铝管外面,套入壁厚不小于2mm,长度适宜的胶管。在13#塞的8mm孔中,插入直径8mm的玻璃管,上端面的露出长度约30mm,再套上长30mm、内径7mm的乳胶管,并用弹簧夹夹结乳胶管口。

1.4.4 裁取试样两条(150mm × 50mm),用图钉钉在装有试片的胶塞对称的两侧面,有药面朝向试片。试样的下端折转并夹上回形针,使试样保持垂直状态,并避免浸入广口瓶底的溶液内。

1.4.5 空白试验:试验体中仅装有试片而无气相防锈包装材料。

2 试验过程

将试验体安装在广口瓶上,再将广口瓶置于已预热至40℃ ±1℃的电热鼓风恒温箱中,经3h后取出,冷却10min后,松开弹簧夹,通过乳胶管(可装上小漏斗),向广口瓶内加入50mL甘油蒸馏水溶液(它在20℃ ±1℃环境中的密度应是1.078g/mL±0.0004g/mL。)再夹紧胶管,将广口瓶重新放置于烘箱内。再经2h后,取出,迅速向铝管内注满19℃ ±1℃的水。再放回恒温箱中,过3h后取出,倒掉铝管中的水,立即观察试片表面有无锈蚀。需要时,用沾有无水乙醇的脱脂棉轻轻地擦洗表面后再观察。

每次试验做三组试验体和一组空白(对比用)试验。

3 气相防锈塑料薄膜VCIF的气相缓蚀能力(VIA)、加速后的VIA防锈性能要求

项目要求钢用 多金属用气相缓蚀能力(VIA)钢片的磨光表面无腐蚀、浸蚀。蚀点数≤5个。蚀点大小≤0.5mm2加速后的VIA 钢片的磨光表面无腐蚀、浸蚀。蚀点数≤5个。蚀点大小≤0.5mm2

4 结果评定

4.1 如空白试验无锈蚀,试验应该重做。

4.2 如空白试验已锈蚀,三个试片中若有一片或2片不符合第3条规定,试验应重做。

4.3 三个试片均不 符合第3条规定或重新试验结果仍有一片不符合第3条规定,则判定该项目不合格。

气相缓蚀能力(VIA)的试验照片

(二)加速消化后的VIA试验

1 试样加速消耗试验

裁取两片200mm×400mm的试样,用热封机将四边封合,(注意将气相防锈塑料薄膜的挥发面向内),夹持长边一侧(一般用两个曲别针勾住长边的上边缘)吊挂在60℃ ±2℃的烘箱中保持一定时间,取出后冷却至VIA试验环境温度。

2 试样加速消耗的时间

加速消耗时间分为24h、48h、72h、120h、288h。各生产单位可根据客户要求自行选择加速消耗时间。

3 加速消化后的VIA试验

试验过程及结果判定见(一)气相缓蚀能力(VIA)的试验方法及判定。

加速消化后的VIA试验照片

(三)几种气相缓蚀能力试验方法的差异

主要介绍产品标准GB/T19532-2004《包装材料气相防锈塑料薄膜》JB/T6067-1992《气相防锈塑料薄膜 技术条件》以及方法标准 GB/T16267-2008《包装材料试验方法 气相缓蚀能力》有关气相缓蚀能力试验方法的差异。

几种气相缓蚀能力试验方法的差异

(四)影响因素分析及注意事项

笔者做了大量防锈试验后,总结了一些经验供大家参考(以GB/T19532-2004标准为例)。

1、放入9#和13#塞之间的铝管接触试片的端面应打磨平整,防止由于铝管和试片接触不严,注水后有渗漏的情况,从而影响试验效果。

2、将凹形试片放入9#和13#塞之间的铝管上之后,凹形试片需再用无水乙醇清洗干净,并用吹风机吹干,防止试片有汗迹,影响试验效果。

3、甘油蒸馏水溶液的配制一定要精确,它是给试片提供一个湿度环境中的 ,否则影响试验结果。(在20℃ ±1℃环境中的甘油水溶液密度应是1.078g/mL±0.0004g/mL)即用 70mL 蒸馏水与30mL无水甘油可配成此密度的甘油蒸馏水溶液。

4、注入甘油蒸馏水溶液时笔者用50ml注射器直接向乳胶管中注入,但要注意,试验装置从40℃的电热鼓风恒温箱中取出后,由于温度变化,广口瓶中的压力与外界不同,在注入甘油蒸馏水溶液前,一定要将13#大胶塞轻轻摇动,但不可打开胶塞。使广口瓶中的压力与外界相同,否则注入的甘油蒸馏水溶液就会喷出,影响试验结果。

5、向铝管内注19℃ ±1℃的水,标准未注明对水的要求,笔者曾做过加入不同水的对比试验,所注入的水一种为去离子水,一种为自来水,其试验结果区别不大。表明试验中注入的水对防锈效果影响不大。

6、被测样品一定要按标准要求尺寸进行制样,两条150mm×50mm试样,对称用订书钉或图钉钉在13#橡胶塞上,有药面朝向试片,且将试样短边钉在胶塞上。笔者曾做过相同材质、相同面积的试样而不同方式放置的对比试验,一是按标准将两条150mm×50mm试样的短边对称钉在胶塞上,另一种是将试样改为150mm×100mm一条试样,还是将100mm一边钉在胶塞上,就是将防锈膜作为筒状将凹形试片围在其中。其试验结果大不相同。第一种试验凹形试片的磨光表面有腐蚀、浸蚀,且蚀点数>5个,蚀点大小>0.5mm2;第二种试验凹形试片的磨光表面无腐蚀、浸蚀。试样放置位置影响防锈效果。

猜你喜欢

凹形胶塞铝管
“两化一结合”有机旱作农业技术成果展示(四) 旱地马铃薯凹形垄面集水“双减”机械化栽培技术
一种能有效防止水泥浆回流的新型套管胶塞
卤化丁基橡胶塞的穿刺落屑影响因素研究
凹形表盘设计
注水泥过程中单固井胶塞力学性能数值模拟
手摇莲子剥壳机设计
新型铝管支撑型耐热扩径母线的研制
凹形拖桩的设计计算
特高压铝管预制式跳线接头防滑移方案研究
铝管在家用热泵热水器保温水箱中应用的探讨