Роль поверхностно-активных веществ в гальванике.

Поверхностно-активные вещества являются одним из важнейших сырьевых материалов в области обработки поверхности металлов и незаменимым компонентом подавляющего большинства гальванических добавок. На протяжении всего процесса гальванического покрытия — от этапов предварительной обработки, таких как химическое обезжиривание, кислотное травление для удаления ржавчины, электролитическое обезжиривание и активация подложки, до добавок, используемых для гальванического покрытия отдельных металлов и сплавов, средств против потускнения после обработки, защитных пленок покрытия и даже очистки сточных вод гальванического производства — поверхностно-активные вещества используются практически везде.

На границе раздела жидкости и воздуха молекулы на поверхности жидкости испытывают большее внутреннее притяжение со стороны внутренних молекул жидкости, чем со стороны молекул воздуха. Возникающая в результате сила сжатия на поверхности жидкости известна как поверхностное натяжение . Поверхностно-активное вещество — это вещество, которое может снизить поверхностное натяжение или межфазное натяжение воды и других растворных систем при низких концентрациях. Структурно молекула ПАВ должна состоять из двух частей: неполярной липофильной (гидрофобной) группы и полярной гидрофильной группы. Снижение поверхностного натяжения — это именно то свойство, которое известно как поверхностная активность. Подавляющее большинство поверхностно-активных веществ растворимы в воде, а маслорастворимые составляют лишь очень небольшое меньшинство.

Применение поверхностно-активных веществ в гальванике

1. Снижение поверхностного натяжения и предотвращение дефектов.

Добавление поверхностно-активных веществ снижает поверхностное натяжение гальванического раствора, облегчая процесс выделения водорода, который сопровождает катодное электроосаждение металла. Это предотвращает образование вмятин, отверстий и ямок на покрытии, обеспечивая прочную связь между покрытием и подложкой.

2. Эффективная дезактивация и очистка.

Водные растворы ПАВ адсорбируются на твердых поверхностях, загрязненных маслом, обеспечивая смачивание, проникновение, эмульгирование и диспергирование масляных пятен, тем самым эффективно удаляя жир и загрязнения.

3. Поляризация и измельчение зерна.

Поскольку поверхностно-активные вещества обладают как гидрофильными, так и гидрофобными группами, направленная адсорбция гидрофобных групп на границе раздела электродов образует двойной электрический слой. Это часто увеличивает перенапряжение электродной реакции и усиливает поляризацию процесса электроосаждения. В результате кристаллизация покрытия улучшается, а механо-физические свойства, такие как внутреннее напряжение, твердость и пластичность покрытия, изменяются.

4. Подавление кислотного тумана

Направленная адсорбция ПАВ на границе раздела газ-жидкость образует плотную поверхностную пленку жидкости. В сочетании с пенообразующим действием некоторых поверхностно-активных веществ это создает слой пены, который эффективно предотвращает утечку кислотных туманов.

Солюбилизация, дисперсия и композитное гальванопокрытие

Характеристики солюбилизации и дисперсии поверхностно-активных веществ помогают некоторым нерастворимым в воде молекулам первичного отбеливателя равномерно диспергироваться по раствору. Их синергетический эффект позволяет получить блестящие покрытия с отличными выравнивающими свойствами.

Кроме того, некоторые катионные поверхностно-активные вещества придают положительный заряд твердым частицам в гальванической ванне, образуя защитную пленку на их поверхности. Это снижает поверхностное натяжение твердых частиц, эффективно предотвращает их агрегирование в кластеры в растворе и обеспечивает их равномерное диспергирование. В процессе гальванического осаждения металла эти мелкие твердые частицы равномерно внедряются в покрытие, достигая цели композиционной гальваники и придавая покрытию специализированные функциональные применения.