تلعب المواد الخافضة للتوتر السطحي دورًا مباشرًا وغير مباشر في عملية الترسيب الكهربائي

2021-11-03 00:57:38

عندما يتم امتصاص المواد الخافضة للتوتر السطحي على سطح المعدن، يتم امتصاص مجموعاتها المحبة للماء على سطح المعدن. نظرًا للخصائص المختلفة للمجموعات المحبة للماء، فإنها يتم امتصاصها فيزيائيًا أو كيميائيًا على سطح المعدن. إن امتزاز المواد الخافضة للتوتر السطحي المختلفة على سطح المعدن يتبع درجات حرارة مختلفة للامتزاز. عندما يكون تركيز الفاعل بالسطح منخفضًا، تتشكل طبقة امتصاص جزيء واحد على سطح المعدن، ويشكل الجزء غير القطبي الكاره للماء حاجزًا طاردًا للماء في المحلول المائي لتغطية السطح المعدني. عندما يكون التركيز مرتفعًا، يتم تشكيل طبقة امتزاز ثنائية الطبقة على سطح المعدن بسبب تفاعل المجموعات الكارهة للماء. زيادة تركيز الفاعل بالسطح يمكن أن يحسن كفاءة تثبيطه. عندما يزيد التركيز ليصل إلى الامتزاز المشبع على سطح المعدن، فإنه يظهر كفاءة تثبيط جيدة. بالنسبة لسلسلة من المواد الخافضة للتوتر السطحي، تصل كفاءة التثبيط إلى قيمة كبيرة بالقرب من تركيز المذيلة الحرج CMC.  

إن تأثير الألكيل طويل السلسلة الكاره للماء على تثبيط التآكل معقد. عندما يكون طول السلسلة قصيرًا ويوجد عدد قليل من مجموعات الألكيل في الذرات غير المتجانسة، فإن إطالة سلسلة الكربون وزيادة مجموعة الألكيل يمكن أن يحسن تثبيط تآكل المادة الخافضة للتوتر السطحي. وذلك لأن امتصاص المادة الخافضة للتوتر السطحي على سطح المعدن يتم بواسطة ذرات مغايرة، ويشكل زوج الإلكترون الوحيد رابطة تنسيق مع الأيونات المعدنية الموجودة على سطح المعدن. الألكيل هي مجموعة طاردة للإلكترونات. يمكن أن يؤدي نمو سلسلة الكربون والألكيل إلى تحسين تأثير طارد الإلكترون، وزيادة كثافة سحابة الإلكترون على الذرات غير المتجانسة، وجعل رابطة التنسيق المشكلة أكثر استقرارًا، وتحسين كفاءة تثبيط التآكل. ومع ذلك، فإن قابلية ذوبان المادة الخافضة للتوتر السطحي ذات السلسلة الكربونية الطويلة جدًا تنخفض، بحيث لا يمكن أن يصل تركيزها في الوسط المتآكل إلى التركيز المطلوب للامتزاز المشبع. لذلك، بعد الوصول إلى طول سلسلة معين، فإن زيادة عدد ذرات الكربون ستؤدي إلى تقليل كفاءة تثبيط التآكل.   

أثناء الطلاء بالكروم، تكون كفاءة التيار منخفضة للغاية (10% ~ 15%)، ويتم استخدام أنود الرصاص غير القابل للذوبان. بعد التشغيل، يتم توليد كمية كبيرة من الهيدروجين والأكسجين في كلا القطبين، مما يؤدي بسهولة إلى إنتاج دخان حمض الكروميك الضار، وتلويث البيئة، وتعريض صحة المشغلين للخطر، والتسبب في تآكل المعدات. من أجل منع توليد ضباب الكروم، يمكن إضافة كمية صغيرة من الفاعل بالسطح سلفونات إيثر البيرفلوروألكان إلى محلول طلاء الكروم، وتتشكل طبقة من الرغوة على سطح المحلول عند طلاء الكروم، مما يمنع هروب ضباب الكروم، مما يضمن صحة المشغل ويقلل من استهلاك حمض الكروميك.

تلعب المواد الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة في الطلاء الكهربائي دورًا مباشرًا وغير مباشر في عملية الترسيب الكهربائي. جوهر هذه الأدوار هو الفاعل بالسطح للمركبات العضوية عند السطح البيني بين القطب والمحلول. مع تقدم العلم والتكنولوجيا، سيتم تقييم وتطوير استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي في الترسيب الكهربي.