Surfaktanty odgrywają bezpośrednią i pośrednią rolę w procesie osadzania elektrolitycznego

2021-11-03 00:57:38

Gdy środki powierzchniowo czynne są adsorbowane na powierzchni metalu, ich grupy hydrofilowe są adsorbowane na powierzchni metalu. Ze względu na różne właściwości grup hydrofilowych są one fizycznie lub chemicznie adsorbowane na powierzchni metalu. Adsorpcja różnych środków powierzchniowo czynnych na powierzchni metalu przebiega według różnych izoterm adsorpcji. Gdy stężenie środka powierzchniowo czynnego jest niskie, na powierzchni metalu tworzy się pojedyncza cząsteczkowa warstwa adsorpcyjna, a hydrofobowa, niepolarna część tworzy w roztworze wodnym wodoodporną barierę pokrywającą powierzchnię metalu. Gdy stężenie jest wysokie, na powierzchni metalu tworzy się dwuwarstwowa folia adsorpcyjna w wyniku oddziaływania grup hydrofobowych. Zwiększenie stężenia środka powierzchniowo czynnego może poprawić jego skuteczność hamowania. Gdy stężenie wzrasta, aby osiągnąć nasyconą adsorpcję na powierzchni metalu, wykazuje dobrą skuteczność hamowania. Dla szeregu środków powierzchniowo czynnych skuteczność hamowania osiąga dużą wartość w pobliżu krytycznego stężenia miceli CMC.  

Wpływ hydrofobowego długołańcuchowego alkilu na hamowanie korozji jest złożony. Gdy długość łańcucha jest krótka i na heteroatomach jest niewiele grup alkilowych, wydłużenie łańcucha węglowego i zwiększenie liczby grup alkilowych może poprawić hamowanie korozji środka powierzchniowo czynnego. Dzieje się tak, ponieważ adsorpcję środka powierzchniowo czynnego na powierzchni metalu zapewniają heteroatomy, a samotna para elektronów tworzy wiązanie koordynacyjne z jonami metali na powierzchni metalu. Alkil jest grupą odpychającą elektrony. Wzrost łańcucha węglowego i alkilu może poprawić efekt odpychania elektronów, zwiększyć gęstość chmury elektronów na heteroatomach, sprawić, że utworzone wiązanie koordynacyjne będzie bardziej stabilne i poprawić skuteczność hamowania korozji. Jednakże rozpuszczalność środka powierzchniowo czynnego o zbyt długim łańcuchu węglowym maleje, tak że jego stężenie w ośrodku korozyjnym nie może osiągnąć stężenia wymaganego do adsorpcji nasyconej. Dlatego po osiągnięciu określonej długości łańcucha dalsze zwiększanie liczby atomów węgla będzie zmniejszać skuteczność hamowania korozji.   

Podczas chromowania wydajność prądowa jest wyjątkowo niska (10% ~ 15%) i stosowana jest nierozpuszczalna anoda ołowiowa. Po włączeniu na obu biegunach wytwarzana jest duża ilość wodoru i tlenu, co łatwo powoduje wytworzenie szkodliwego dymu kwasu chromowego, zanieczyszczania środowiska, zagrażania zdrowiu operatorów i powodowania korozji sprzętu. Aby zapobiec tworzeniu się mgły chromowej, do roztworu do chromowania można dodać niewielką ilość środka powierzchniowo czynnego, eterosulfonianu perfluoroalkanu. Podczas chromowania na powierzchni roztworu tworzy się warstwa piany, która hamuje ucieczkę mgły chromu, co zapewnia zdrowie operatora i zmniejsza zużycie kwasu chromowego.

Surfaktanty stosowane w galwanizacji odgrywają bezpośrednią i pośrednią rolę w procesie elektroosadzania. Istotą tych ról jest środek powierzchniowo czynny związków organicznych na granicy elektrody i roztworu. Wraz z postępem nauki i technologii zastosowanie środków powierzchniowo czynnych w elektroosadzaniu będzie nadal cenione i rozwijane.