بسته بندی های فعال ضد خوردگی

خوردگی تخریب مواد در اثر واکنش با محیط پیرامونی آن ها است. خوردگی در تمامی گروه های مختلف مواد اولیه، مانند فلز، سرامیک و پلیمر رخ می دهد، اما شدت تخریب و حجم آسیب خوردگی در فلزات بسیار زیاد و نرخ خوردگی آن ها سریع است. اگر بخواهیم به این متن علمی قدری چاشینی تاریخی اضافه کنیم، باید ذکر کنیم که یکی از اولین کشفیات در حوزه آثار خوردگی مربوط به دیوار آهنی قفقاز است که به فرمان کوروش هخامنشی ساخته شد و برای در امان ماندن از خوردگی این دیوار یک لایه مس روی آن کشیدند.

همانطور که ذکر شد پدیده خوردگی فلزات یک واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی بین سطح فلز و محیط عادی یا الکترولیت (برای مثال بخار آب و یون فلز) است. خوردگی در محیط اتمسفری در نتیجه حضور اکسیژن در مجاورت فلز است و برای وقع واکنش به رطوبت نسبی حداقلی نیاز است. اساس تمامی روش های ضد خوردگی متوقف یا کند کردن نرخ واکنش خوردگی است. یکی از این روش ها، بسته بندی های ضد خوردگی VCI است.

در بخش های قبلی با بسته بندی های فعال و انواع آن ها آشنا شدیم. بسته بندی های فعال در مدت زمان بسته بندی با ترکیب گاز درون بسته بندی ( اتمسفر بسته بندی) وارد واکنش شده و این ترکیب را به نحوی تغییر می دهند که مدت زمان ماندگاری کالای بسته بندی شده افزایش پیدا کند. خانواده مهمی از بسته بندی های فعال، بسته بندی های ضد خوردگی، موسوم به بسته بندی های VCI هستند. VCI مخفف عبارت Volatile Corrosion Inhibitor یا Vapor-phase Corrosion Inhibitor است و به معنای ترکیبات فرار ضد خوردگی است.

در این روش ترکیباتی که به اندازه کافی فرار هستند در مجاورت فلز قرار می گیرند و با تجمع این ترکیب روی سطح فلز، یک لایه محافظ در سطح فلز ایجاد می شود و واکنش خوردگی را متوقف می کند. لایه ایجاد شده بایستی قابلیت متوقف کردن واکنش خوردگی را داشته باشد و به این دلیل تنها گروه خاصی از ترکیبات برای این منظور استفاده می شوند. قیمت مقرون به صرفه، سمی نبودن و قابلیت قرار دادن این مواد در مجاورت سطح فلز از جمله دیگر ویژگی های VCI ها است. VCI یک روش منطقی و در دسترس برای محافظت از سیستم های فلزی بسته (Closed Loop Systems) است.

ترکیب مناسب VCI به منظور ایجاد یک لایه محافظ روی سطح فلز، بایستی فشار بخار مناسبی داشته باشد. همچنین بر اساس دما و رطوبت محیط بسته بندی و از طرفی وجود عوامل ایجاد کننده خوردگی ( مانند باران های اسیدی)، غلظت بهینه VCI در بسته بندی قرار می گیرد. از جمله مهمترین ترکیبات مناسب برای بسته بندی های VCI می توان به آمین ها و کربوکسیلیک اسیدها اشاره کرد و همچنین ترکیب این دو گروه اثر هم افزا و کاربرد بسیار فراوانی دارد. VCI ها در اشکال فیزیکی مختلفی از جمله فیلم های پلیمری، پوشش، واکس، سیال و محلول، کپسول و ساشه در بسته بندی قرار می گیرند. فراگیر ترین و مرسوم ترین شکل فیزیکی بسته بندی های VCI، کاغذ و فیلم های پلیمری هستند که حاوی ترکیبات VCI هستند. این محصولات برای بسته بندی تجهیزات فلزی در صنایع مختلف مانند تجهیزات نظامی، انتقال سیال، وسایل صنعتی و … کاربرد فراوانی پیدا کرده اند و بیش از 100 سال از تجاری سازی آن ها می گذرد.