鋁罐內的塗層

真相追追追

來看一則前陣子社群網站上瘋傳的影片

進入主題之前,先以三用電表的嗶嗶檔來測試一下鐵罐的導電性

結果顯示顏色較暗的魚罐頭內層無法導電,煉乳罐頭的內層則能導通。煉乳罐頭屬於 馬口鐵 罐裝,煉乳的pH值約 5.8~6.9,屬於低酸性罐頭食品( 4.6<pH<7),糖度≧68 °Bx。除了低酸性與高脂具有的抗腐蝕功能之外,下列資料表明高糖度的糖漿亦可抑制金屬的腐蝕反應,這也是煉乳罐內層不須具有防蝕塗層的原因之一↓

魚罐頭則以調味罐頭為最大宗,通常是加入蕃茄醬或醋來降低pH值,並增添醬油或食鹽、糖等調味料來提高可口性。由於低pH值與食鹽均會提高對金屬的腐蝕反應,所以這類的罐頭就必須在內層做防腐蝕處理。在前面的導電測試實驗,魚罐頭顯示出遠比馬口鐵更深的色澤,這個罐頭材質應該就是 鍍鉻鐵 而非馬口鐵(馬口鐵的抗硫性很差),因為水產食物富含蛋白質,在罐裝加工與儲存過程中,魚肉蛋白質會分解,這將導致鐵製品的硫化腐蝕,生成鐵的硫化物而使魚肉變質,因此這類食品罐必須具有較高的抗硫能力。較深的色澤代表鐵鍍鉻後,在表面還進行了鈍化處理,常見的工序是採用〈陽極處理〉將鉻氧化成鈍化膜(註:有些則是馬口鐵在重鉻酸鈉溶液中進行化學處理,使鍍錫層的外表生成一層氧化鉻)

至於呈現較亮金屬光澤且內層不導電的罐頭,大多是塗布透明的 聚碳酸酯膜 來抗酸蝕

回來談今天的主題「鋁罐」。可樂的pH值約為2.5,若鋁罐內層沒有這層塑膠膜,鋁就會在幾天內被腐蝕穿孔。因為鋁屬於兩性金屬元素,因此它可以跟酸也可以跟鹼反應。在第一則影片中使用的排水管疏通劑“drain cleaner“,其中鹼的含量約相當於10%的氫氧化鈉,實際濃度則依品牌而異。比如Liquid Drano®是 2.4% 氫氧化鈉 + 6% 次氯酸鈉 → Analysis of Drain Cleaner 

  • 與酸反應:2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
  • 與鹼反應:2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2

至於鋁罐內層的防蝕塗層可以是聚碳酸酯、環氧樹脂、丙烯酸酯類共聚物等,這些襯膜除了能防止可樂中的檸檬酸和磷酸將鋁罐溶穿之外,也可避免釋出的鋁離子與飲料相互作用而影響其風味。雖說這些內層塗料仍須符合毒理學安全性評估規範,但接下來這篇文章恐怕還是會令人嚇一跳:

無處不在的小小鋁罐:現代工業巔峰之作

OS:我“明天”要把愛喝可樂的壞習慣改掉…

警語:進行這個讓可樂罐脫外衣的實驗請在通風良好的地方進行(e.g.化學實驗室的通風櫥),並請戴防護手套、護目鏡、口罩,小朋友僅能在師長的監督下進行。

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