Russian Federation
This article presents the results of a study of methacide as an additive in zinc and nickel plating electrolytes
methacide, nickel plating, zinc plating
Метацид (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид, ПГМГ-ГХ) представляет собой поликатионный полимер, изначально разработанный как промышленный биоцид, который впоследствии нашёл применение в гальванотехнике – для стабилизации электролитов и замены токсичных цианидных систем [1].
В работе представлены результаты исследования метацида в качестве добавки в электролиты для получения гальванических покрытий. Ранее в работе [2] была поставлена задача исследования метацида в качестве добавки в электролиты меднения. В настоящий момент основное направление исследований направлено на изучении влияния метацида на процессы цинкования и никелирования.
Для электроосаждения цинковых покрытий были выбраны цинкатный и сернокислый электролиты. Покрытия, полученные в цинкатном электролите, имели губчатую структуру и плохое сцепление с катодом. В результате испытаний в сернокислом электролите при повышении концентрации добавки от 0,001 до 0,01 г/л наблюдалось интенсивное выделение водорода и образование в центре покрытия каналов с кратерами (по сравнению с покрытием без добавки). Покрытие, полученное при концентрации 0,1 г/л, было темным и шероховатым. Также отмечалось почернение цинкового анода в ячейке Хулла, вероятно связанное с высокой анодной плотностью тока. Дальнейшее увеличение концентрации и подбор режима электролиза было решено не проводить.
Исследование процесса никелирования в присутствии метацида проводились в стандартном электролите Уоттса, содержащем сульфат никеля (NiSO4·7H2O – 270 г/л), хлорид натрия (NaCl – 15 г/л) и борную кислоту (H3BO3 – 40 г/л). Электролиз проводили при температуре 500 С и рН ~ 3,8-4,5. Результаты влияния концентрации метацида и режима электролиза на качество никелевых покрытий представлены в таблице 1.
Таблица 1
Качество никелевых покрытий при различной концентрации метацида
|
Концентрация, г/л |
Плотность тока, А/дм2 |
Описание покрытий |
|
0,001 |
5 |
равномерное матовое покрытие |
|
0,001 |
7 |
|
|
0,001 |
10 |
равномерное матовое покрытие, блестящее по краям |
|
0,005 |
10 |
равномерное матовое покрытие, блестящее по краям (в большей степени, чем при концентрации 0,001 г/л) |
|
0,01 |
10 |
небольшое отслоение металла по всему периметру подложки |
|
0,015 |
10 |
|
|
0,2 |
1 |
сильное отслоение металла от подложки, зеленый осадок |
|
0,2 |
5 |
отслоение металла, структура дерева |
|
0,2 |
10 |
темное сплошное покрытие |
В процессе исследований было отмечено, что в ходе электролиза происходит значительное повышение рН электролита, что приводит к его защелачиванию, образованию гидроксида никеля и получению некачественных покрытий. Так, до электролиза рН сернокислого электролита с добавкой составлял 3,8, а после электролиза рН возросло до 4,7. Можно предположить, что с повышением концентрации метацида в сернокислом электролите борная кислота, выполняющая роль буферной добавки, перестает поддерживать рН в необходимом интервале вследствие электрохимических реакций метацида на электродах и химических взаимодействий в растворе электролита.
Дальнейшее исследование в данном направлении будет продолжено, планируется использование более стабильных электролитов никелирования для изучения влияния ПГМГ на процесс осаждения никеля.
1. Gembickiy, P.A. Sintez metacida / P.A. Gembickiy i dr. // Himicheskaya promyshlennost'. – 1984. – № 2. – S. 18-19.
2. Istomina, A.A. Postanovka zadachi issledovaniya metacida v gal'vanike / A.A Istomina, E.O. Bukus // Sovremennye tehnologii i nauchno-tehnicheskiy progress. – Angarsk: AnGTU. – 2025. – T.1. – S. 15-16.
