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氯化物鍍鋅工藝自問世以來,一直都以其高亮度、低污染、高效率等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外電鍍業(yè)。目前,雖然光亮劑品種繁多,性能不斷改進(jìn),但其組成仍然含有非離子表面活性劑。非離子表面活性劑的濁點(diǎn)是影響光亮劑質(zhì)量的一個(gè)重要因素。為此,作者對(duì)非離子表面活性劑濁點(diǎn)進(jìn)行了研究,下面對(duì)影響非離子表面活性劑濁點(diǎn)的幾個(gè)因素進(jìn)行探討。
1 測(cè) 試
1.1 方法及儀器測(cè)量鍍液濁點(diǎn)時(shí)采用目視法,過程為:(1)取一定量的加有被測(cè)試劑的溶液,電爐加溫至溶液發(fā)生渾濁;(2)停止加溫,攪拌下緩慢冷卻,溶液剛澄清時(shí)的溫度,即為濁點(diǎn);(3)需要觀察對(duì)鍍層影響時(shí),使用赫爾槽設(shè)備進(jìn)行鍍液性能測(cè)試。每種數(shù)據(jù)測(cè)試3個(gè)點(diǎn),如差距較大,則重新測(cè)試。
1.2 基礎(chǔ)液配方及工藝條件氯化鉀(電鍍級(jí))220g/L氯化鋅(電鍍級(jí))80g/L硼酸(電鍍級(jí))30g/L芐叉丙酮0.4g/L平平加0 154.0g/LpH值5.0溫度25℃電流密度2.0A/dm2
2 結(jié)果分析
2.1 主鹽濃度的影響主鹽濃度對(duì)非離子表面活性劑濁點(diǎn)的影響主要取決于鹽的濃度和離子的化合價(jià)。通常,鹽的濃度越高,濁點(diǎn)越低;組成鹽的離子化合價(jià)越高,濁點(diǎn)的降低越多。表1為氯化鉀、氯化鋅含量對(duì)濁點(diǎn)的影響。
從試驗(yàn)結(jié)果可知,隨氯化鉀含量升高,鍍液濁點(diǎn)明顯下降,符合一般規(guī)律,但氯化鋅對(duì)濁點(diǎn)的影響反常。測(cè)試結(jié)果顯示,氯化鋅含量對(duì)濁點(diǎn)幾乎無影響,這與一般理論上的規(guī)律相差甚遠(yuǎn)(使用蒸餾水、移液管、容量瓶等精確稱量手段多次、反復(fù)驗(yàn)證,結(jié)果也都一樣)。這種反常結(jié)果的真正原因有待于進(jìn)一步研究。
2.2 與非離子表面活性劑濃度的關(guān)系對(duì)非離子表面活性劑濃度與濁點(diǎn)的影響進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果見表2。
從表2可以看出,表面活性劑的濃度增大,平平加O 15的濁點(diǎn)略有升高,OP 20的升高則較明顯。考慮到氯化物鍍鋅中非離子表面活性劑的正常含量,只測(cè)定了表中的濃度范圍,其他濃度未測(cè)。
2.3 與芐叉丙酮濃度的關(guān)系氯化物鍍鋅中仍然以芐叉丙酮為主光亮劑。芐叉丙酮不溶于水,主要依靠非離子表面活性劑對(duì)其的增溶性而溶解,故芐叉丙酮含量越高,非離子表面活性劑的濁點(diǎn)應(yīng)越低。表3為測(cè)試結(jié)果。
對(duì)芐叉丙酮含量的測(cè)試結(jié)果表明,含量增高,濁點(diǎn)降低,符合一般規(guī)律。
2.4 與輔助光亮劑的關(guān)系輔助光亮劑是氯化物鍍鋅中的重要組分。本試驗(yàn)主要測(cè)試了常用的主要輔助光亮劑(煙酸、肉桂酸、苯甲酸、擴(kuò)散劑),結(jié)果見表4。
從上可知,苯甲酸、肉桂酸對(duì)濁點(diǎn)的影響較大,隨含量提高,濁點(diǎn)降低較明顯。輔助光亮劑酸性越弱(如肉桂酸),濁點(diǎn)降低越明顯。這是由于鍍鋅溶液中的有機(jī)酸屬于弱酸,溶解度受pH值影響較大,在弱酸性氯化物鍍鋅溶液中溶解度很低,主要依靠非離子表面活性劑的助溶作用而溶解。因此,溫度升高時(shí)非離子表面活性劑對(duì)有機(jī)弱酸的溶解作用減弱,有機(jī)酸首先析出而導(dǎo)致溶液發(fā)渾。實(shí)際上,這時(shí)的渾濁物不是非離子表面活性劑的析出物,而是弱酸的微小固體析出物。
2.5 其他添加成分對(duì)濁點(diǎn)的影響測(cè)試了烷基醚聚乙二醇硫酸酯鹽型、烷基醚聚乙二醇磺酸鹽型陰離子表面活性劑及有機(jī)增溶劑對(duì)濁點(diǎn)的影響,結(jié)果見表5。
從結(jié)果看出,3種物質(zhì)均有較大的作用,但陰離子型表面活性劑泡沫太多,烷基醚聚乙二醇硫酸酯鹽型的陰離子表面活性劑更是如此。另外,陰離子表面活性劑對(duì)高電流密度區(qū)有不良作用,影響電流密度上限值。有機(jī)增溶劑不產(chǎn)生任何泡沫,同時(shí)具有輔助絡(luò)合作用及緩沖作用,含量范圍也較寬,100g/L的測(cè)試范圍內(nèi)對(duì)溶液無任何不良影響,且含量越高,濁點(diǎn)也越高。在測(cè)試范圍中的一般規(guī)律為含量每約增加4.5g/L,濁點(diǎn)就提高1℃。有機(jī)助溶劑貨源廣,價(jià)格低,在氯化物鍍鋅中頗有應(yīng)用價(jià)值。
2.6 與鍍液pH值的關(guān)系氯化物鍍鋅溶液中輔助添加劑是必須添加的成分,且大多數(shù)為弱酸,對(duì)濁點(diǎn)具有較大的影響。因此,測(cè)試濁點(diǎn)與pH值的關(guān)系時(shí)分別加入了不同的輔助光亮劑,且變更了其含量。添加擴(kuò)散劑及苯甲酸的溶液測(cè)試結(jié)果見表6。
從結(jié)果可知,在只含非離子表面活性劑及芐叉丙酮的基礎(chǔ)液中,pH值對(duì)濁點(diǎn)無影響,但含有輔助添加劑時(shí),濁點(diǎn)均有較為明顯的下降。這些說明添加有輔助光亮劑的溶液中pH值對(duì)濁點(diǎn)的影響是較大的。同理,煙酸、肉桂酸等弱酸性輔助添加劑對(duì)濁點(diǎn)也有較大的影響。
3 結(jié) 語(yǔ)非離子表面活性劑的濁點(diǎn)隨芐叉丙酮、輔助添加劑(苯甲酸鈉、擴(kuò)散劑等)含量的提高而降低;隨溶液主鹽的含量提高而提高,但氯化鋅含量卻基本無影響;含有弱酸類輔助添加劑時(shí),隨pH值的降低,濁點(diǎn)顯著降低;隨烷基苯或烷基醇聚乙二醇鹽類陰離子表面活性劑及增溶劑的加入而大幅度提高;隨非離子表面活性劑濃度提高而略微提高。
