CC BY
26
УДК621.357
Благова С.В., Вашина Е.А., Попов А. Н.
РХТУ им. Д. И. Менделеева, Москва, РФ.,125047 Москва, Миусская пл. д.9, кафедра ТНВ и ЭП.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРИСУТСТВИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОТМЫТЫХ И СТАНДАРТНЫХ КАРТРИДЖЕЙ В ЭЛЕКТРОЛИТАХ МЕДНЕНИЯ И НИКЕЛИРОВАНИЯ НА СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОЛИТОВ И ПОЛУЧАЕМЫХ ИЗ НИХ ПОКРЫТИЙ
В статье рассмотрено влияние контакта нитевого полипропилена, используемого в фильтровальных отмытых картриджах на свойства отечественных сернокислых электролитов меднения и никелирования, не содержащих органических добавок.
Ключевые слова: поляризационные измерения; химическая устойчивость полимеров; гальванические растворы; электроосаждение.
Введение. Целью настоящей работы является выяснение влияния присутствия нитевого полипропилена, применяемого в предварительно отмытых фильтровальных картриджах и стандартных картриджах на свойства электролитов меднения и никелирования. В работе использовалась ранее разработанная методика исследования химической устойчивости полимеров, приведенная в [1].
Методика эксперимента.
Состав исследованного электролита №1 г/л: CuSO4 • 5H2O - 200, H2SO4(конц) - 50. Состав исследованного электролита №2 г/л: NiSO4 • 7H2O -240, H3BO3 - 30, - 30. В 250 мл электролита помещалось 0.0740 г, 1.8500 г, 10.0000 г полипропиленовой нити.
Методика оценки химической устойчивости НПП в электролите №1 и №2 основана на вольт-амперометрических измерениях [2].
Поляризационные кривые были получены с помощью потенциостата ЕНш P-8 (ООО «Элинс», РФ). В качестве рабочего электрода при снятии катодных поляризационных кривых, при осаждении никеля, использовали никелевые пластины площадью 1 см2. Для определения потенциала рабочего электрода использовали капилляр Лугина и насыщенный хлорид-серебряный электрод сравнения, для поддержания температуры 60 оС использовали термостат, который был соединён с электрохимическими ячейками методом
сообщающихся сосудов. Вспомогательным электродом служила никелевая пластина. Катодные поляризационные кривые снималшь в потенциодинамическом режиме при скорости развертки 2 мВ/с.
Результаты экспериментов и их обсуждение. На рисунке №1 и №2 представлена зависимость качества покрытий, полученных из сернокислого электролита меднения и никелирования от времени
выдержки в нем полипропиленового волокна из предварительно отмытого картриджа и стандартного картриджа. Медные и никелевые покрытия (0.0740г, 1,8500г НПП на 250 мл), полученные из электролита №1 и №2 (соответственно) до и после выдержки с НПП предварительно отмытого картриджа спустя 2 часа и 7 суток соответствует качественным светлым матовым покрытиям. Медные и никелевые покрытия, полученные из электролитов №1 и №2 (соответственно) до и после выдержки с НПП стандартного картриджа спустя 2 часа соответствуют качественным матовым покрытиям. При увеличении массы НПП до 2 г. и более качество покрытий ухудшается, а через 7 суток они становятся темными, некачественными. Увеличение массы стандартного НПП в растворе никелирования до 2 г. и более, приводит к появлению темных участков и черных точек.
6 темное матовое
' светлое матовi»é — /
/ -—
/ 4 no.iy блестящее блестящее
О 24 48 72 96 120 144 1&8
Рис. 1. Зависимость качества медных покрытий, полученных из электролита №1, от времени выдержки в них полипропиленового волокна стандартного картриджа
и предварительно отмытого картриджа. Условия электролиза для электролита: t=20°C и 1=2А/дм2. 1 - масса 0.0375 г стандартного НПП на 250 мл электролита [2]; 2 -
масса 1.8500 г не отмытого НПП на 250 мл электролита[2]; 3 - масса 10.0000 г не отмытого НПП на 250 мл электролита[2]; 4 - масса 0.0740 г отмытого НПП на 250 мл электролита; 5 - масса 1.8500 г отмытого НПП на 250 мл электролита; 6 - масса 10.0000 отмытого НПП на 250 мл электролита.
темно« 3' /
Г- светлое г 2' '2 /
полублестяшее / 1
блестящее
О 24 48 72 9« 120 «.' 144 168
Рис. 2. Зависимость качества никелевых покрытий, полученных из электролита №2, от времени выдержки в них полипропиленового волокна стандартного картриджа
и предварительно отмытого картриджа. Условия электролиза для электролита: t=60oС и 1=1Л/дм2. 1 - масса 0.0740 г отмытого НПП на 250 мл электролита; 2 - масса 1.8500 г отмытого НПП на 250 мл электролита; 3 - масса
10.0000 г отмытого НПП на 250 мл электролита; 1' -масса 0.0740 г стандартного НПП на 250 мл электролита;
2' - масса 1.8500 г стандартного НПП на 250 мл электролита; 3' - масса 10.0000 стандартного НПП на 250 мл электролита. На рис.3 приведены поляризационные кривые, снятые при электроосаждении меди из электролита №1. Как видно из поляризационных кривых (кривые №2, №4 и №3, №5), поляризация выше в присутствии стандартного НПП, чем у предварительно отмытого НПП спустя 2 часа и 7 суток. Это говорит нам, что в присутствии предварительно отмытого НПП меньше ПАОВ, которые могут повлиять на качество покрытия и кинетику осаждения меди, выходит из полимера, чем в присутствии стандартного НПП.
Как видно из кинетических кривых, представленных на рис.4, (кривые №3, №4, №6, №7) явного изменения поляризации в электролитах с различными видами НПП картриджей при электроосаждении никеля из исследованного электролита №2 не наблюдается.
Отсутствие влияния присутствия НПП на кинетику осаждения никеля можно объяснить незначительным ингибированием процесса осаждения никеля , выходящими из НПП ПАОВ, по сравнению с ингибированием естественной оксидной пленки, присутствующей на никеле.
Выводы: При введении в электролит нитевого полипропилена, используемого в фильтровальных отмытых картриджах в количестве,
соответствующем обычной массе полипропилена в 20 дюймовом картридже в ванне объемом 1 м3, присутствие отмытого нитевого полипропилена не влияет на качество покрытия, и незначительно влияет на кинетику осаждения меди. На основании приведенных результатов можно рекомендовать использование отмытых картриджей в электролитах меднения без ПАОВ.
-о.г -о,з -0.4 V -о.о
Рис.4. Поляризационные кривые, полученные при электроосаждении никеля из электролита №2 в контакте с отмытым НПП при t=60oC. 1 - раствор без контакта с
НПП, 2 - выдержка 2 часа без контакта с НПП, 3 -выдержка 2 часа, раствор с предварительно отмытым НПП в количестве 0.0740, 4 - выдержка 2 часа, раствор со стандартным НПП в количестве 0.0740 г, 5 - выдержка 7 суток без контакта с НПП, 6 - выдержка 7 суток, раствор с предварительно отмытым НПП в количестве 0.0740 г, 7 -выдержка 7 суток, раствор со стандартным НПП в количестве 0.0740 г.
0,35 0,3 0.25 0,2 0.15к с.в.э. ЦО, 1
Рис. 3. Поляризационные кривые осаждения меди из сернокислого электролита меднения при 20°С;
1 - раствор без контакта с НПП; 2 - раствор с предварительно отмытым НПП, в количестве 0, 0740г предварительно отмытого НПП на 250 мл электролита, выдержка 2 часа; 3 -раствор со стандартным НПП, в количестве 0, 0375г стандартного НПП на 250 мл электролита, выдержка 2 часа [2]; 4 - раствор с предварительно отмытым НПП в количестве 0, 0740г предварительно отмытого НПП на 250 мл электролита, выдержка 7 суток; 5 -раствор со стандартным НПП, в количестве 0, 0375г стандартного НПП на 250 мл электролита, выдержка 7 суток[2].
Благова Светлана Васильевна, студентка, кафедра Технологии неорганических веществ и
электрохимических процессов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Елена Александровна Вашина, студентка, кафедра кафедра Технологии неорганических веществ и
электрохимических процессов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Попов Андрей Николаевич, проф., д.х.н., кафедра Технология электрохимических производств, РХТУ им. Д.
И. Менделеева,
Литература
1. Попов А.Н., Асеева А.В. Новый метод исследования химической устойчивости конструкционных полимеров в гальванических растворах. Гальванотехника и обработка поверхности, Том XXI, №1, 2013, стр. 47-51
2. Вашина Е.А., Попов А.Н. Исследование влияния присутствия нитевого полипропилена в сернокислом электролите меднения на свойства электролита и получаемых из него покрытий. Гальванотехника и обработка поверхности, Том XXIV, №1, 2016, стр. 26-30
Blagova Svetlana Vasilyevna, Vashina Elena Alexandrovna, Popov Andrei Nikolayevich
D.I.Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
E-Mail: [email protected]
STUDY OF THE INFLUENCE OF POLYPROPYLENE FIBERS OF PRE-WASHED AND REGULAR FILTER CARTRIDGES, CONTACTED WITH COPPER AND NICKEL SULFATE PLATING SOLUTIONS, ON THE PROPERTIES OF THE ELECTROLYTES AND ON PROPERTIES OF COPPER AND NICKEL COATINGS.
Abstract
The influence of the contact of polypropylene fibers of Pre-washed and regular Filter Cartridges on the properties of copper and Nickel plating solution, as well as on quality of deposited coatings are considered. The authors show, that presence of Pre-washed Polypropylene fibers do not effect properties of the electrolytes and coatings.
Key words: polarization curvs; chemical resistance of polymers; plating solutions; plating, brighteners.
