สารลดแรงตึงผิวมีบทบาททั้งทางตรงและทางอ้อมในกระบวนการอิเล็กโทรด

2021-11-03 00:57:38

เมื่อสารลดแรงตึงผิวถูกดูดซับบนพื้นผิวโลหะ กลุ่มที่ชอบน้ำจะถูกดูดซับบนพื้นผิวโลหะ เนื่องจากคุณสมบัติที่แตกต่างกันของกลุ่มที่ชอบน้ำ พวกมันจึงถูกดูดซับทางกายภาพหรือทางเคมีบนพื้นผิวโลหะ การดูดซับของสารลดแรงตึงผิวต่างๆ บนพื้นผิวโลหะเป็นไปตามไอโซเทอร์การดูดซับที่แตกต่างกัน เมื่อความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวต่ำ ชั้นการดูดซับโมเลกุลเดี่ยวจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวโลหะ และส่วนที่ไม่ชอบน้ำที่ไม่มีขั้วจะสร้างเกราะกั้นน้ำในสารละลายที่เป็นน้ำเพื่อปกปิดพื้นผิวโลหะ เมื่อความเข้มข้นสูง ฟิล์มดูดซับสองชั้นจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวโลหะเนื่องจากปฏิกิริยาของกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำ การเพิ่มความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการยับยั้งได้ เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้นเพื่อให้ถึงการดูดซับที่อิ่มตัวบนพื้นผิวโลหะ จะแสดงประสิทธิภาพการยับยั้งที่ดี สำหรับชุดสารลดแรงตึงผิว ประสิทธิภาพการยับยั้งจะมีค่ามากใกล้กับความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤต CMC  

อิทธิพลของอัลคิลสายโซ่ยาวที่ไม่ชอบน้ำต่อการยับยั้งการกัดกร่อนมีความซับซ้อน เมื่อความยาวของโซ่สั้นและมีหมู่อัลคิลไม่กี่อะตอมบนเฮเทอโรอะตอม การยืดตัวของโซ่คาร์บอนและการเพิ่มขึ้นของหมู่อัลคิลสามารถปรับปรุงการยับยั้งการกัดกร่อนของสารลดแรงตึงผิวได้ ทั้งนี้เนื่องจากการดูดซับของสารลดแรงตึงผิวบนพื้นผิวโลหะนั้นได้มาจากเฮเทอโรอะตอม และคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวจะสร้างพันธะประสานงานกับไอออนของโลหะบนพื้นผิวโลหะ อัลคิลเป็นกลุ่มที่ขับไล่อิเล็กตรอน การเติบโตของโซ่คาร์บอนและอัลคิลสามารถปรับปรุงผลการขับไล่อิเล็กตรอน เพิ่มความหนาแน่นของเมฆอิเล็กตรอนบนเฮเทอโรอะตอม ทำให้พันธะประสานงานที่เกิดขึ้นมีเสถียรภาพมากขึ้น และปรับปรุงประสิทธิภาพการยับยั้งการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการละลายของสารลดแรงตึงผิวที่มีสายโซ่คาร์บอนยาวเกินไปจะลดลง ดังนั้นความเข้มข้นในตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจึงไม่สามารถเข้าถึงความเข้มข้นที่จำเป็นสำหรับการดูดซับอิ่มตัว ดังนั้นเมื่อถึงความยาวโซ่ที่กำหนดแล้ว การเพิ่มจำนวนอะตอมของคาร์บอนเพิ่มเติมจะลดประสิทธิภาพการยับยั้งการกัดกร่อน   

ในระหว่างการชุบโครเมียม ประสิทธิภาพในปัจจุบันจะต่ำมาก (10% ~ 15%) และใช้ขั้วบวกตะกั่วที่ไม่ละลายน้ำ หลังจากเปิดเครื่อง ไฮโดรเจนและออกซิเจนจำนวนมากจะถูกสร้างขึ้นที่ขั้วทั้งสอง ซึ่งก่อให้เกิดควันกรดโครมิกที่เป็นอันตรายได้ง่าย สร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม เป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงาน และทำให้อุปกรณ์สึกกร่อน เพื่อยับยั้งการเกิดหมอกโครเมียม สามารถเติมสารลดแรงตึงผิวเพอร์ฟลูออโรอัลเคน อีเทอร์ ซัลโฟเนตจำนวนเล็กน้อยลงในสารละลายการชุบโครเมียม ชั้นโฟมจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของสารละลายเมื่อชุบโครเมียม ซึ่งจะยับยั้งการหลบหนีของหมอกโครเมียม ซึ่งรับประกันสุขภาพของผู้ปฏิบัติงานและลดการใช้กรดโครมิก

สารลดแรงตึงผิวที่ใช้ในการชุบด้วยไฟฟ้ามีบทบาททั้งทางตรงและทางอ้อมในกระบวนการอิเล็กโทรด สาระสำคัญของบทบาทเหล่านี้คือสารลดแรงตึงผิวของสารประกอบอินทรีย์ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างอิเล็กโทรดและสารละลาย ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การใช้สารลดแรงตึงผิวในการวางตำแหน่งด้วยไฟฟ้าจะมีคุณค่าและพัฒนาต่อไป