张宏亮（上海电力大学）

1、气相防锈包装技术

气相防锈包装技术是一种应对金属腐蚀的新兴技术，这种技术可以有效的防止金属腐蚀。近些年，随着气相防锈包装技术的发展，气相防锈包装技术的应用领域越来越广泛，对金属腐蚀抑制性能越来越好。气相防锈包装技术是基于气相缓蚀剂而开发的防锈包装技术，不同于传统的包装技术，气相防锈包装技术对于金属制品的保护更加有效，并且具有操作方便、包装美观、防锈期长、应用范围广等特点。气相防锈包装技术的基本原理是在密闭或半密闭的包装环境内，依靠气相缓蚀剂常温下挥发, 气相缓蚀剂分子或离子吸附于金属表面形成极薄的膜层, 从而阻隔金属与外界水分、氧气等腐蚀介质的接触, 达到防锈的目的。

2、气相防锈包装材料的分类

2.1 气相防锈纸

气相防锈纸是以纸为载体，将气相缓蚀剂与包装纸相结合而制成。目前，气相缓蚀剂与包装纸结合的方式有很多，但主流方法是浸涂法与刷涂法。气相防锈纸在包装使用时，将气相防锈纸含有缓蚀剂的那一面作为内层，对金属制品进行包装。在容器内使用气相防锈纸时，可以将气相防锈纸作为衬垫。对金属管道进行包装时，可以将气相防锈纸塞入管内。通常，在实际应用气相防锈纸时，需要用气相防锈纸进行多层包装，并且与其他包装材料配合使用，这样可以有效提高防潮、抗透气与高机械强度的作用。

图1 气相防锈纸

2.2 气相防锈塑料

气相防锈塑料与气相防锈纸类似，是将塑料与气相缓蚀剂相结合而制成。塑料是我们日常生活中常见的一种材料，由于其可塑性和便捷性，被广泛地应用于我们的日常生活与生产活动中。将塑料与气相缓蚀剂相结合制成气相防锈材料，使得气相防锈材料的应用性进一步得到扩展。

2.2.1气相防锈膜

气相防锈膜是由气相防锈塑料而制成，目前主流的气相防锈膜的制作工艺是涂覆法和吹塑法。在制作过程中气相缓蚀剂需要能与塑料膜结合牢固, 但又能以气态释放出来, 并且不影响塑料薄膜的透明性及热封性，这使得气相防锈膜的制作过程较为复杂。气相防锈薄膜相比于其他防锈材料具有较好的透明度、可热封、阻隔性高、经济性等特点。随着对气相防锈膜的研发，越来越多的新型气相防锈膜出现，更加符合市场中的各种需求。

图2 气相防锈膜

2.2.2 气相防锈袋

气相防锈袋是属于气相防塑料的一种，相比于气相防锈膜，气相防锈袋具有很好的密封性。在一些高温高湿的环境中，密封性的好坏有时会直接的影响到金属的防锈效果。通常，一些重要的金属部件会使用气相防锈袋包装。目前市场上的气相防锈袋都有一定规格的尺寸，对于一些大型的金属部件不能使用气相防锈袋包装。

图3 气相防锈袋

2.3 气相防锈胶带

气相防锈胶带与传统的胶带使用方式相似，含有气相缓蚀剂的橡胶粘合剂被涂覆在胶带的一面，而胶带的另一面主要是有机硅酮防粘剂。由于气相防锈胶带自身所具有的柔软性，在使用过程中不仅对金属具有防锈作用，还可以防止金属表面的划伤。目前在汽车零件与金属片材等加工行业，气相防锈胶带被广泛地应用。

图4 气相防锈胶带

3、气相防锈包装技术的研究现状

3.1 气相防锈包装技术的研究方向

近年来，由于气相防锈包装技术得到了市场的认可，气相防锈包装材料已经开始投入生产。根据国家法律法规的要求以及市场的反馈，目前气相防锈包装技术的研发主要集中在以下几点：

(1) 气相缓蚀剂的无害化与通用性设计

气相防锈包装材料的安全性能是进入市场首要考虑的问题, 气相防锈包装材料在安全性方面的影响主要决定于所采用的气相缓蚀剂种类, 所以气相缓蚀剂的无害化是保证产品安全性的关键。在气相缓蚀剂的选择过程中，具有较大异味，对皮肤有刺激性，对呼吸系统有不良影响, 具有致癌性的气相缓蚀剂不能使用到气相防锈包装材料当中。目前，随着科技的发展，越来越多的合金与其他有色金属出现在我们的日常生活与生产之中，而气相防锈包装技术针对的金属也不仅仅局限于钢铁、铜、铝，所以气相防锈包装技术的通用性也成为当下一个重要的研究方向。

(2) 载体材料的设计

当前，气相防锈包装材料的主要载体依然是包装纸与包装膜。而包装纸与包装膜通常是难降解材料，使用之后不仅会造成巨大的浪费，还会污染环境。所以开发易降解的包装材料与寻找新的包装载体材料成为当前另一个重要的研究方向。

(3) 制造工艺的设计

对于气相防锈包装材料来说，气相缓蚀剂需要能与包装材料结合牢固, 并在使用过程中又能以气态形式释放出来，这就增加气相防锈包装材料制造难度。如何在气相防锈包装材料内放入更多的气相缓蚀剂，并在使用过程中可以逐步释放，同时不能影响气相防锈包装材料的正常使用，这也是制造工艺设计当中最重要的研究方向。由于不同的制造工艺对于气相防锈包装材料的性能会产生直接的影响，这也使得气相防锈包装材料的制作工艺也成为各个生产企业的技术核心。

3.2气相防锈包装技术的防护机理

气相防锈包装技术的核心是气相缓蚀剂，气相缓蚀剂的作用效果会直接体现在气相防锈包装技术的实用性。将包装技术与气相防锈技术相结合，可以达到对金属更好的保护效果。通常，金属保护需要面对金属的物理损伤和化学损伤。使用气相防锈技术可以有效的解决金属的化学损伤，气相缓蚀剂以气体分子形式持续挥发释放, 缓蚀剂以气态分子形式在密闭空间内始终处于饱和状态, 无孔不入, 缓蚀剂的气态分子通过与金属离子反应, 在金属表面形成钝化膜、改变金属表面的酸碱环境或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发生的作用。对于任何外形、结构的金属制品均可获得长期、稳定的防护效果。使用包装技术对金属包装可以有效的应对金属的物理损伤，经过包装的金属部件具有一定的机械强度，可以承载一定载荷作用下的变形和破坏。除此之外，包装技术还可以对金属提供一个相对密闭的内部环境，这种环境有利于发挥气相缓蚀剂的作用，可以有效的延长气相防锈技术对于金属保护的时效性。

图5 防护机理示意图

3.3影响气相防锈包装技术性能的主要因素

(1) 包装内缓蚀剂的挥发性

气相防锈包装技术中的防锈效果主要来自于气相缓蚀剂的作用，而挥发性是气相缓蚀剂的一个重要因素。而在气相防锈包装材料的加工生产过程中，

所以对于制作完成的气相防锈包装材料，需要考察材料中气相缓蚀剂的挥发性，保证气相缓蚀剂可以从包装材料中挥发出来。

(2) 包装的稳定性

气相防锈包装材料不同于以往的包装材料，一种气相防锈包装材料内可能含有多种化学物质，所以要保证材料内部各个化学物质之间不存在拮抗作用，并且缓蚀剂本身与包装材料之间不存在相互破坏作用。气相防锈包装材料要具备较好的稳定性, 在一般光、热作用下不会分解失效降低防锈性能, 也不会生成有害物质。

(3) 包装的密闭性

因为气相防锈包装材料含有的气相缓蚀剂需要较好的挥发性，所以这就要求气相防锈包装材料需要提供较好的密闭性，用以延长气相防锈包装材料的时效性。通常，密闭性较差的气相防锈包装材料只能提供短期的金属防锈能力，而密闭性较好的气相防锈材料可以提供长达几十年的金属防锈能力。

4、气相防锈包装技术的发展以及展望

气相防锈技术诞生于第二次世界大战期间的军事实验，后期由于其优异的性能，气相防锈技术被应用于其他领域。之后人们在使用气相防锈技术的过程中，运行其他包装材料提高了防锈效果，至此气相防锈包装技术开始出现。进入21世纪后，随着气相防锈包装技术的发展，出现了各种各样的气相防锈包装材料，气相防锈包装材料也广泛的应用于各行各业。当前，市场普遍对经济性与可靠性要求较高，导致气相防锈包装材料在市场上还是以气相防锈膜与气相防锈纸为主，其他气相防锈包装材料为辅。未来气相防锈包装技术需要以更多新型材料为载体，拓展气相防锈包装技术的应用方式与应用领域。降低气相防锈包装材料的成本，提高气相防锈包装材料的性能，增强气相防锈包装材料对金属的通用性。由于气相防锈包装技术对金属保护的特殊性，未来气相防锈包装技术还将会有很大的发展空间。