食品金属容器内壁腐蚀的测定第2部分：电化学法

1食品金属容器内壁腐蚀的测定第2部分：电化学法本文件描述了利用电化学设备对食品金属容器内壁腐蚀测试的方法，包括原理、试剂和材料、仪器和设备、试样制备、试验步骤、试验结果和试验报告。本文件适用于采用涂覆工艺制成的食品接触用金属罐（含气雾罐）、金属盖及金属板材内壁耐腐蚀性的测定。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1耐腐蚀性corrosionresistance在腐蚀环境中金属保持特定功能的能力。3.2内涂膜/覆膜完整性enamelratevalue；ERV因原材料及加工工艺等因素，导致内涂膜/覆膜表面出现微孔、划伤等缺陷。3.3阻抗impedanceZ电解池中所施加交流电压U（或电流I）和响应电流（或电位）之间与频率相关的复数比值，即∆U/∆I，其数值一般通过计算其模值表示。注：通常用欧姆(Ω)表示。[来源：GB/T39482.1-2023，3.23，有修改]24原理食品金属容器内壁腐蚀主要为电化学腐蚀，可通过电化学法测试其耐腐蚀性，包括以下三种：a）内涂膜/覆膜完整性：通过在食品金属容器内壁与其表面涂覆层之间施加一恒定的电压，得到其缺陷电流值，以表征其耐腐蚀性；b）电极反导：通过反转电极正负极，使食品金属容器产生电化学加速腐蚀，观察其内壁的气泡产生情况，找出金属容器内壁涂覆层的薄弱点，以表征其耐腐蚀性；c）电化学阻抗：通过对食品金属容器内壁施加小振幅正弦交流电压扰动，测量其在不同频率下的阻抗值，以表征其耐腐蚀性。5试剂和材料除非另有说明，本试验方法所用的试剂均为分析纯，水为符合GB/T6682规定的三级及以上的水。5.1试剂5.1.1硫酸钠（Na2SO4）：纯度不小于99.0%。5.1.2氯化钠（NaCl）：纯度不小于99.0%。5.2溶液配制5.2.1硫酸钠溶液（20g/L称取硫酸钠（Na2SO45.1.1）20g，用水溶解并稀释至1000mL。5.2.2氯化钠溶液（10g/L）：称取氯化钠（NaCl）（5.1.2）10g，用水溶解并稀释至1000mL。5.3电解液选择5.3.1涂覆镀锡或镀铬薄钢板罐、盖及板材选择硫酸钠溶液（20g/L5.2.1）。5.3.2涂覆铝及铝合金罐、盖及板材选择氯化钠溶液（10g/L5.2.2）。6仪器和设备6.1内涂膜/覆膜完整性测试仪由主机和测试电极两部分组成，具备读秒功能和电极正负极反转功能，测量电压为6.3V，电流显示最小读数值不应大于0.01mA。6.2电化学工作站由主机和三电极体系组成。工作电极为待测样品，对电极采用φ4mm的不锈钢棒，参比电极采用银/氯化银/饱和氯化钾电极。电位范围应满足电化学交流阻抗的测试需求，电位范围不应小于±10V，电位显示最小读数值不应大于1mV，交流阻抗频率范围不应小于10mHz~1MHz，交流振幅范围不应小于10μV~0.5V。6.3分析天平感量为0.1mg。36.4容量瓶规格为1000mL。7试样制备7.1根据实际杀菌工艺选择模拟杀菌条件，对待测样品进行模拟杀菌，杀菌后冷却至室温。不经过杀菌工艺的待测样品不必进行模拟杀菌，直接进行测试。7.2采用合适的方法刮开待测样品外涂覆层，确保待测样品与电极形成电流通路。8试验步骤8.1内涂膜/覆膜完整性8.1.1金属罐用内涂膜/覆膜完整性测试仪测试，向金属罐（除气雾罐）内注入电解液（5.3）至液面距罐口3mm，向气雾罐内注入电解液（5.3）至液面距罐口6mm。金属罐接正极，不锈钢电极接负极，使其位于金属罐中心位置，形成电流通路，在6.3V的工作电压下，测量金属罐第4s时的内涂膜/覆膜缺陷电流值。8.1.2金属盖用内涂膜/覆膜完整性测试仪测试，注入电解液（5.3）。金属盖接正极，不锈钢电极接负极，形成电流通路，在6.3V的工作电压下，测量金属盖第4s时的内涂膜/覆膜缺陷电流值。8.1.3金属板材用内涂膜/覆膜完整性测试仪测试，注入电解液（5.3）。金属板材接正极，不锈钢电极接负极，形成电流通路，在6.3V的工作电压下，测量金属板材第4s时的内涂膜/覆膜缺陷电流值。8.2电极反导8.2.1金属罐向金属罐（除气雾罐）内注入电解液（5.3）至液面距罐口3mm，向气雾罐内注入电解液（5.3）至液面距罐口6mm。插入不锈钢电极，使其位于金属罐中心位置，金属罐接正极，不锈钢电极接负极，形成电流通路，使用内涂膜/覆膜完整性测试仪，反转电极正负极，在6.3V、60s内观察金属罐内壁气泡产生的位置。8.2.2金属盖或金属板材注入电解液（5.3金属盖或金属板材接正极，不锈钢电极接负极，形成电流通路，使用内涂膜/覆膜完整性测试仪，反转电极正负极，在6.3V、60s内观察金属盖或金属板材表面气泡产生的位置。8.3电化学阻抗8.3.1金属罐用电化学工作站测试，向食品金属罐内（除气雾罐）注入电解液（5.3）至液面距罐口3mm，向气雾罐内注入电解液（5.3）至液面距罐口6mm，静置30min。垂直插入对电极（不锈钢棒）和参比电极，4对电极和参比电极位于液面以下3mm~5mm，但不接触底部。采用三电极体系，通过导线将工作电极、参比电极、对电极与电化学工作站连接。采用恒电位法测试，频率范围为100mHz~100kHz，正弦扰动电压为10mV，记录100mHz时的阻抗值。8.3.2金属盖或金属板材用电化学工作站测试，注入电解液（5.3），静置30min；采用三电极体系，通过导线将工作电极、参比电极及对电极与电化学工作站连接；采用恒电位法测试，频率范围为100mHz~100kHz，正弦扰动电压为10mV，记录100mHz时的阻抗值。9试验结果9.1内涂膜/覆膜完整性记录各缺陷电流值数值，并计算其算术平均值。9.2电极反导标