在镀铬中的应用 从含六价铬电解溶液中进行镀铬，标准槽(Cr03250g／L，H2S042．5g／L)的阴极电流效率仅l3％～l5％，即使是高效镀铬也只有25％～28％。这些导致了镀铬槽铬雾的形成与飞逸。铬酸雾有强烈的毒性，污染了环境；强烈的腐蚀性损坏了设备，对操作者的身体健康有严重伤害。在没有铬雾抑制剂的情况下，Cr03能损失大约为5％～l0％。含氟表面活性剂应用之前曾用塑料穿心璐阻挡铬雾，但效果并不好。当采用了含氟阴离子表面活性剂抑雾之后，一方面可对铬酸和阳极氧化产生的气体起抑制作用；另一方面可以降低高黏度电解溶液的表面张力，进而大大减少以雾沫状带出的损失，特别是还可形成一层厚泡沫保护层，生成的氢气可以返出。但在强氧化性铬酸溶液中，这种含氟阴离子表面活性剂的化学稳定性与热稳定性都是很高的，可有效防止被氢带走的铬酸逸出。例如依据德国专利N0．93210和93961，全氟烷烃磺酸钾盐类特是全氟辛烷磺酸钾盐类最初被用于生产实践。但遗憾的是全氟辛烷磺酸钾盐实际上微溶于水(近似于2g／L)，在浓的酸中(例如铬酹水溶液中)它的溶解度更低，浓度为4g／L(有沉淀)时表面张力最大可达到23dyn／cm(水温为25℃)。 我国电镀铬中的铬雾抑制剂用得最广泛的是上海有机化学所鲴材料实验工厂生产的。 (1)F一53 化学结构为CF3(CF2)4CF2一O-CF2CF2S03K (2)F-538化学结构为C-CF2一(CR)4CR一0-CF2CF2S03K 以上两种虽然不是全氟的表面活性剂，但在镀铬槽中应用二十多年，经验积累很多，反映良好。 (3)DF-95，化学结构与美国3M公司FC一95相同，与原国营长江化工厂FC一80相同，现为武汉德孚氟化学公司生产。化学结构为CF3(CF2)7S03K，是一个真正的全氟阴离子表面活性剂。 DF-95(全氟辛基磺酸钾)技术指标如下。 商品名：DF一95铬雾抑制剂[-2795-39-33(对照美国3M公司牌号：FC-95) 结构式 CF3CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2S03K 分子式 C8F17S03K 相对分子质量538 外观 白色或微黄色粉末状结晶 熔点 390℃(分解)d20=1．100 表面张力(y) 22mN／m(0．1％o水溶液) 含量 ≥98％ 用途 本品系全氟阴离子表面活性剂，主要用作电镀中的铬雾抑制剂、润湿剂、氟蛋白型泡沫灭火剂中的添加剂。 包装及贮运：500g×20塑料瓶包装，外加硬纸箱。按一般化学品规定贮运。 (4)DF一1890是武汉德孚氟化学公司开发的第二代铬雾抑制剂，它是全氟辛基磺酸四烷基铵盐，化学结构为R4NCnF2n+1S03。可以制成固体含量为50％的淡黄色微黏液体，pH=2～3，密度(20℃)为1．2g／cm3，表面张力为22mN／m(0．1％o水溶液)。具有以下特点。 ①有良好的水溶性，可与50％的水相溶。 ②加入很少量，即可达到低的表面张力(250mg／kg，即可达到22．16mN／m)，仅为DF-95达到同样表面张力用量的一半，节约原材料。 ③工作条件下持久、长效，在高电流密度中就能长期工作。 ④抑雾剂在电解液表面形成薄薄的泡沫层，有效阻止铬酸雾溢出飞沫，不产生爆鸣。 ⑤克服了其他铬雾抑制剂对镀铬层表面光洁度的影响，使表面光洁度更高。 ⑥能迅速在铬镀层上脱落，大大减少工件带出量损失，因而消耗量更少。 ⑦欧洲电镀市场主推的化学结构(北美仍用全氟辛基磺酸钾结构)。 顺便说一下，由于全氟阴离子表面活性剂，全氟辛基磺酸钾在酸、碱、强氧化剂介质中的化学稳定性及耐热性，在塑料电镀的前处理工序粗化(高硫酸、高铬酸浓度体系)，加入CF3(CF2)7S03K 0．5‰，对塑料制品，特别是大面积或几何形状复杂的工件，粗化效果的均匀性大有帮助，表现在化学沉铜层均匀、色泽一致。全氟辛基磺酸盐表面活性比较见表5-1 1。 表5-11全氟辛基磺酸盐表面活性比较
①t指达到最小表面张力所需的时间； ②指溶解度不同而残余固体残渣。 |
