ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Образование осадка при электроосаждении лакокрасочных материалов на основе водорастворимых пленкообразователей из "Электроосаждение как метод получения лакокрасочных покрытий " Процесс электроосаждеяия лакокрасочных материалов на основе водорастворимых пленкообразователей внешне наяоминает процесс электрофоретического осаждения дисперсий, а также гальванические процессы, поэтому было предпринято много попыток изучения его как с позиций электрофореза, так и с точки зрения электролитического осаждения металлов [42—60]. В настоящее время установлено, что механизм электроосаждения принципиально отличается от этих процессов [61—67], несмотря на сходство физико-химических явлений, наблюдаемых при электрофорезе и электролизе. [c.10] Для получения покрытий электроосаждением используются водорастворимые пленкообразователи, представляющие собой олигомерные электролиты, способные растворяться в слабощелочных водных растворах и терять растворимость при переходе в кислотную или солевую форму [R OOH или R( OO)nMe, где п 2]. [c.10] При погружении металла в раствор на границе раздела фаз образуется тонкий поверхностный слой из электрических зарядов противоположного знака — двойной электрический слой. Возникновение его связано либо с переходом через границу раздела заряженных частиц, входящих в состав фаз, либо за счет неодинаковой адсорбции заряженных частиц на поверхности раздела фаз. [c.10] Часть двойного электрического слоя образована ионами, находящимися на поверхности металла другая его часть (диффузный слой) — ионами, находящимися от поверхности на расстоянии, превышающем радиус иона, и число ионов убывает по мере удаления от границы раздела. Скачок потенциала между металлом и раствором электролита называется электродным потенциалом. Если через электрод протекает электрический ток, то электродный потенциал отличается от равновесного на значение поляризации, вызванной пропусканием тока. [c.11] С увеличением силы тока потенциал анода повыща-етоя до значения (в пределах нескольких сотен милливольт), при котором начинается образование пассивного слоя. Наблюдаемые при этом зависимости между потенциалом и током в общем виде приведены на рис. 1. [c.11] Начало выделения кислорода обычно наблюдается при анодном потенциале 1200 мВ. [c.12] В потенциостатическом режиме с увеличением напряжения сила тока сначала возрастает (отрезок А В, рис. 1,6), а затем наблюдается резкий подъем потенциала и уменьшение силы тока В С ), свидетельствующее о наступлении пассивации. При дальнейшем увеличении напряжения между электродами зависимость между потенциалом и силой тока С Л ) будет обусловлена протеканием реакции (2). [c.12] Если регулируется и поддерживается постоянным анодный потенциал, то сила тока изменяется по кривой А О (рис. 1,в). [c.12] Приведенные выше реакции служат основой для выяснения механизма процессов, протекающих при формировании осадка на аноде. [c.12] Бек [61] рассчитал изменение концентрации ионов водорода в анодном пространстве. При плотности тока 2.5 мА/см в случае электроосаждения из раствора с pH = 8 в анодном пространстве pH снижается до 2, что соответствует или ниже pH осаждения большинства используемых водорастворимых пленкообразователей анионного типа. Механизм осаждения полиэлектролита в кислотной форме подтверждается растворением осадка в исходном растворе при рН=7. При исследовании электроосаждения на вращающемся дисковом электроде [61] была получена зависимость массы осаждающегося полимера от скорости вращения диска, которая также подтверждает правильность предлагаемого механизма. Существует критическое число оборотов диска, при котором не наблюдается осаждения полимера вследствие того, что при этом глубина диффузионной области двойного электрического слоя столь мала, что концентрация ионов водорода недостаточна для осаждения полимера в кислотной форме [75]. Значение критического числа оборотов диска зависит от плотности тока, при которой проводится электроосаждение. [c.13] В соответствии с представлениями [63] осаждение полимера в кислотной форме происходит в диффузионной области двойного электрического слоя с одновременным образованием покрытия. [c.13] Существовала точка зрения [73], согласно которой образование осадка на аноде в условиях электроосаждения происходит в результате электрохимического разряда анионов пленкообразователя, связанного с декарбоксилированием в соответствии с реакцией (5). В результате анализа состава газа, выделяющегося на аноде 67, 76, 77], а также определения области потенциалов электрода [78—81 82, с. 140—1491, при которых происходит электроосаждение, выявлено, что при электроосаждения реакции (5)—(7) не играют существенной роли, так как ток в основном расходуется на протекание реакций (1) — (3), и реакции (5) — (7) не ответственны за осаждение пленкообразователя на аноде. К второстепенным реакциям можно отнести и частичное окисление на аноде аминов, используемых в качестве иейтрализаторов пленкообразующих [67]. [c.13] С ростом концентрации Н+ или Ме+ равновесие (9) сдвигается вправо с образованием слабо диссоциированных молекул полимера. [c.14] Образование осадка на аноде в кислотной или солевой форме зависит от условий проведения процесса, химического состава пленкообразователя и типа металла окрашиваемого изделия. [c.14] Действительно, как следует из значений произведения растворимости, концентрация ионов металла в прианодном слое должна быть минимальной в случае стального анода, вследствие чего осаждение на нем происходит за счет ионов Н+, а связующее осаждается в кислой форме. [c.14] Различают три группы металлов в завислмости от того, по какому механизму происходит электроосаждение на их водорастворимых пленкообразователей [89]. [c.14] К первой группе относят нерастворимые и пассивирующиеся в процессе электроосаждения металлы (Pt, А1). Главный электрохимический процесс в этом случае — электролиз воды выделяющиеся в результате электролиза ионы водорода реагируют с пленкообразо-вателем, переходящим в нерастворимую форму. [c.14] Ко второй группе относят металлы (2п, Ре, Ад), характеризующиеся большей склонностью к анодному растворению при используемых потенциалах. В этом случае кроме разложшия воды электричество расходуется на раствореяие металла, но концентрация ионов металла еще недостаточна для осаждения солевой формы связующего, и осаждение в основном осуществляется в кислотной форме. [c.15] К третьей группе относятся Си, латунь и другие металлы, для которых характерно сильное анодное растворение. Выделяющиеся при этом ионы металла, реагируя с анионами связующего, образуют средаие или основные соли. [c.15] Вернуться к основной статье