不同因素对炊具内表面涂层金属析出量的影响

郑尧彬

摘 要：在我们日常生活中使用炊具时，调味料的添加或者烹饪一些酸性或碱性较大的食物时，就会使涂层中的金属元素析出。例如炊具使用酸在一定温度下加热时，就会析出一定含量的金属元素。炊具的涂层经过长时间使用后，其金属析出会对炊具有一定的影响。本文主要探讨了不同因素对炊具内表面涂层金属析出量的影响。

关键词：不同因素;炊具内表面;涂层金属;析出量

引言

食品中的重金属毒性是令人担忧的全球性威胁之一。当铁质炊具中的金属元素析出以后，这些元素就会进入到人们的食物之中，对人们的身体健康造成严重的威胁。特别是有一些重金属元素，引发了人们中毒的事件。所以在我们经常使用的炊具中，容易产生许多有危害的重金属元素，不但减少了炊具的使用寿命，也对我们自身的健康构成危险。

1.不同因素对炊具内表面涂层金属析出量影响研究的背景

炊具包括不粘陶瓷涂层，其中由铸铁离子、钢、冷轧钢板等钢铁材料制成的热炊具的两面形成搪瓷层，在加热食物时，产生负离子、辐射远红外射线、无粘结性、对人体无毒的不粘陶瓷涂层，使热炊具在加热食物时具有优良的耐腐蚀性、耐磨性、耐热性等优点。一般来说，一种热腾腾的炊具，如煎锅、平底锅、工作间、煤气炉、微波炉等空腔组件，用铝或不锈钢材料制造高温加热器。此外，还利用各种方法对热锅进行表面处理，以提高这种材料的耐久性、耐热性等物理化学性能。对于钢铁材料，搪瓷涂层是主要的，但是通常没有不粘的功能，因此食物粘在烹饪炉的烹饪表面，这导致了消费者的极大不满。因此，迫切需要对热锅进行改进。[1]作为解决由钢铁材料制成的炉体所涉及的问题的解决方案，我国实用新型注册编号公开了一种包括聚四氟乙烯（聚四氟乙烯）涂层的漆包，其中在主体的整个表面形成了搪瓷层，在锅身的一个表面上形成了聚四氟乙烯（PT-FE）涂层层。此外，我国还公开了一种热炊具，在由铁或铝材料制成的内外表面进行涂层处理，在主体外表面形成搪瓷层，然后进行热干燥，在锅身的整个内表面上形成细波纹图案，并在其上进行非热喷涂，并且在主体的内表面上以多重方式涂覆聚四氟乙烯（PTFE）层，该涂层是通过热干燥而降低的。然而，对于上述热炊具，聚四氟乙烯（Ptf）树脂制成的不粘陶瓷涂层是在热锅的本体上形成的，它是一种称为pfoa（全氟辛烷酸）的表面活性剂，它是最近在制备过程中使用的一种催化剂。[2]根据美国环境保护局（EPA）的一份内部报告，氟树脂（如聚四氟乙烯（PTFE））可能威胁孕妇或育龄少女的健康。此外，传统的热锅也会产生问题，即使聚四氟乙烯（PTFE）作为涂层材料被加热到二百六十摄氏度，一个聚四氟乙烯（PTFE）涂层也会被分解，因此当它被长期使用或在高温下使用时，食物可能会附着在热的烹饪表面。[3]

2.不同搪瓷层对炊具内表面涂层金属析出量的影响研究

这是一种制造搪瓷烧成层的方法，该方法包括不粘陶瓷涂层，该方法包括以下步骤：在由钢铁材料制成的身上形成搪瓷层;在其中一层搪瓷层的外表面进行喷砂，或形成含有二氧化硅微粒的搪瓷层。在搪瓷层的外表面增加釉质层的表面粗糙度，并在搪瓷层的外表面形成不粘陶瓷涂层，以增强搪瓷层与不粘陶瓷涂层之间的附着力。其包括不粘陶瓷涂层层，其包括：由钢铁材料制成的主体;和形成于身体的两个表面上的下搪瓷层和上搪瓷层，其中上层包括在堆栈人-纳中形成的第一搪瓷层和秒-秒搪瓷层，其中上搪瓷层包括形成在其外层的不粘陶瓷涂层。将一种陶瓷粉末，其中远红外线辐射材料和负离子发射材料以1：1的重量比混合，1-2按颜料的重量混合，根据陶瓷涂层重量的100%混合。在铸铁、钢铁、冷轧钢板等钢铁材料的主体上形成搪瓷层，在其中一层搪瓷层的外表面进行喷砂，或在搪瓷层的外表面形成一层含5含二氧化硅的微细颗粒，以增加搪瓷层的表面粗糙度，在搪瓷层的外表面形成一层不粘陶瓷涂层，以增强釉质层与非粘陶瓷层之间的附着力。[4]本文所述的搪瓷热锅具有优异的耐腐蚀性、耐磨性、耐热性等优点，可防止食品在加热食品时粘在上面，并通过形成一层对人体无害的陶瓷涂层，不像聚四氟乙烯（PTFE）最近用作不粘涂層剂，作为不粘层，对环境友好，因此，对漆包热炊具的要求将在未来增加。

笔者发现当主食、大米在不同器皿（铁、旧不锈钢、新不锈钢、旧铝、新铝、新铝和陶罐）中重金属（铁、锌、镉、镍、锰、铬、钴、铅、铜、铝）的含量。在确保良好的质量控制过程的同时，使用了标准分析程序。将所得结果与生米饭和玻璃烧杯煮饭进行比较。与两个对照组相比，所有炊具中所分析的金属（除旧不锈钢、旧粘土锅和旧铝锅外）都显著增高。高浓度重金属为铁（Fe），在旧钢锅（OSP）煮饭中的含量为17.30±3.45mg/kg，而在新不锈钢锅（NSS）中的含量为90.53±16.23mg/kg。其次是锌（Zn），旧钢罐（OSP）为5.01±2.10mg/kg，新不锈钢罐（NSS）为17.93±12.23mg/kg。陈炒饭中重金属含量最低的是镉（Cd），其范围为0.03±0.01。[5]

结束语

长期使用的炊具必然会析出相对较多量的金属元素，对炊具的性能会有很大影响，炊具的功能性会降低，例如不粘锅，如长期使用，会有大量涂层磨损，从而直接影响炊具的性能。本文主要用不同内表面涂层（聚四氟乙烯涂层）进行实验，通过控制变量的方法，分别改变炊具内表面涂层种类以及炊具内表面磨损程度进行实验，研究了其内表面涂层的金属析出量的变化。

参考文献

[1]单智华，李婉嫕.不同因素对炊具内表面涂层金属析出量的影响[J].五金科技，2015，（5）：79-91.

[2]浙江苏泊尔股份有限公司.过渡金属氧化物在炊具内表面陶瓷涂层中的应用：CN200810063728.3[P].2008-12-31.

[3]武汉安在厨具有限公司.一种具有陶氟石涂层的不粘炊具生产工艺：CN201910810812.5[P].2019-11-12.

[4]国内信息*吉林石化研究院开发的特种炊具涂料问世等4条[J].化工进展，2001，20（3）：66.DOI：10.3321/j.issn：1000-6613.2001.03.018.