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镀镍添加剂:光亮镀镍溶液及其添加剂—次级镀镍光亮剂的作用

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-26  浏览次数:2115

次级镀镍光亮剂的作用

次级镀镍光亮剂,也称第二类镀镍光亮剂。可作为镀镍次级光亮剂的有醛类、酮类、炔类、氰类和杂环类等五大类有机化合物,以下进行详细介绍。

1.醛类

醛类与第一类光亮剂组合,并不能得到镜面光亮的镀层,严格意义上说,只能得到半光亮的镍镀层。下列一些醛曾经在镀镍溶液中使用过。

(1)甲醛(HCOH) 是一种脂肪醛,俗称福尔马林,有强烈气味。光亮作用较差,充其量只能作为一种辅助光亮剂。甲醛的加入能抑制其他次级光亮剂的分解速度,可能它是一种还原剂之故。假若当有些次级光亮剂在阳极上氧化时,遇甲醛也许能还原,从而延长了次级光亮剂的寿命。

(2)水合氯醛又名三氯乙二醇,水合三氯乙醛。一种无色透明单斜大片结晶,有辛辣微苦味。分子式:CCl3CHOHOH。

它是一种多羟基的脂肪醛。易溶于水,有腐蚀性和有毒性。在丁炔二醇发明前,水合氯醛与对甲苯磺酰胺组合,可获取光亮镀镍层。可谓这是第一代镀镍光亮剂中的一种,而且是效果较好的一种。但整平性和光亮度都不够好,而且镀层还有脆性。这种组合的光亮剂,后来被丁炔二醇和糖精组合起来的第二代镀镍光亮剂所取代。由于它性能不佳,现在已被淘汰出局。

(3)邻磺基苯甲醛是一种芳香醛磺化物。与第一类光亮剂组合,可获取比脂肪醛好的整平性和光亮度,但难于控制,稍过量;易导致镀层发脆。现在也已经不用了。

2.不饱和酯或内酯类

分子中具有共轭结构的a、β不饱和酯或内酯,如甲基丙烯酸酯、二甲基马来酸酯、香豆素等。

(1)甲基丙烯酸酯。结构式:

(2)二甲基马来酸酯。结构式:

(3)香豆素学名。一羟基桂酸内酯,或1,2一苯并吡喃酮。结构式:

外观为白色叶状或斜方体结晶固体。在冷水中溶解极微,可溶于沸水、乙醇、乙醚或氯仿。它是一种香料,有好闻的新鲜干草样香气,或香荚兰豆样香气,可以从天然黑香豆中提取,也可人工合成。香豆素有良好的整平性,但它在镀液中不稳定,在电镀过程中易分解成邻羟基苯丙酸,使镀液产生浑浊,从而使镀层光亮度下降、应力增加和毛刺产生。这样镀液大处理的周期就大大缩短了,一般不到半个月最好要用活性炭吸附处理一次,这无疑添了不少麻烦;随着后来其他优质中间体开发成功,整平性和光亮度都能超越香豆素,所以根据优胜劣汰的自然规律,香豆素理所当然地要退出历史舞台了。

不饱和酯或内酯类化合物在通常的镀镍溶液中单独使用时,基本上表现出第二类光亮剂的特征,能产生具有优良整平性和延展性的无硫半光亮镀镍层。如这类添加剂与第一类光亮剂联合使用时,则能产生全光亮和整平性良好的镀镍层。当它们含量过高时,如酯类超过lg/L、香豆素超过0.3g/L,则整平作用在中低电流区反而降低。这类光亮剂使镀镍层含碳,其含量可达0.06%;但不影响镀镍层的柱状结构。

当酯类没有共轭双键时,则不会产生光亮和整平作用。如丙烯酸甲酯:CH2=CH-C00CH3

3.炔类

炔类化合物是一个大家族,作为镀镍溶液的次级光亮剂,它们还都有较好的效果。最早应用于镀镍光亮剂的炔类化合物是l,4一丁炔二醇。结构式: H0-CH2一G≡C-CH2-OH

丁炔二醇通常与糖精组合成为一种镀镍光亮剂。它比金属盐、醛类或酮类性能要优越得多,可谓第二代镀镍光亮剂的代表。后来发现它与环氧化物加成,使碳链延长,其性能更优越,由此派生出好几种衍生物,如BE、BE0、BMP等。这类化合物可称作第三代光亮剂。现在已使用得较多的丙炔醇及其衍生物、炔胺类化合物和吡啶类衍生物,其整平性、出光速度和稳定性又优于第三代镀镍光亮剂,因此,以这类化合物配制的镀镍光亮剂可称作第四代镀镍光亮剂。

4.炔胺类

炔胺类化合物由于合成难度较高,因此这类化合物是较后才得以应用的。以二乙胺基丙炔为代表的炔胺类化合物加入量小,有强烈的出光作用和良好的整平性能。因为加入量小,所以光亮剂分解出来的副产物也相应地少,有机杂质积累速度就慢了,这样可使镀液更稳定,也就是不需要在较短时间内进行大处理。如果镀液中经常能添加一些螯合型的除杂剂不让异金属杂质积累起来,同时又定期用带有活性炭的过滤机进行适当过滤,则槽液中有机杂质也不会积累过多,这样的镀液甚至可以长期不予大处理。炔胺类化合物是第四代镀镍光亮剂的一个重要组成部分。

5.吡啶类衍生物

迄今为止,发现毗啶类衍生物是杂环化合物中作为镀镍光亮剂作用最好的一类。但纯吡啶不能作为镀镍添加剂,虽然只要极其微量,就能起到光亮作用,而所获取的镀镍层脆性很大,根本不能使用。也就是说,吡啶必须经过加成,才可作为一种镀镍光亮剂;丽薯且在加成物中必须不含游离吡啶成分,否则就会对镀层产生不良影响。例如常用的PPS中只要还有少量游离吡啶的话,在低电流区葺域的镀镍层就会发黑,同时镀层的脆性将十分明显。吡啶类衍生物对镀镍层有良好的整平作用,是第四代镀镍光亮剂中的一种重要蜀组分。

根据上述,在电镀工业中吡啶只能作为电镀中间体的一种原料。

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