表面活性剂在电镀中的实际应用
表面活性剂在电镀中的应用
表面活性剂在电镀中的应用1、表面活性剂与电镀表面活性剂工业是由油脂化工和石油化工发展衍生出的新兴化学工业,属于精细化工范畴。
表面活性剂工业与国民经济发展和人民生活水平的提高有着密不可分的重要关系。
表面活性剂的应用领域十分宽广且还在不断扩大。
其影响和重要性为人们所瞩目。
表面活性剂在稀溶液中,对不同界面具有吸附、配位、形成胶团和降低表界面张力的特性。
由此产生渗透润湿、乳化、分散、加溶、泡沫、洗涤等多种功能。
利用这些功能于工业、农业、环境和人民生活等方面可得到奇异的效果。
产生巨大的社会效益和经济效益。
表面活性剂在电镀工业,也有其特殊作用。
其效果表现在以下若干方面：扩宽电镀液pH值、温度和电流密度的使用范围；对电镀中析出的金属粒子具有良好的分散性,有利于提高镀件表面的平滑和光亮度；降低表界面张力有利于对镀件的润湿；促进在阴极表面产生的氢气尽快离脱可防止镀件产生凹痕和针孔；经过表面活性剂清洗的镀件,其电镀效果明显改善。
可以节省耗电量。
据国外资料介绍，在电镀行业中常用表面活性剂有：琥珀酸二辛酯磺酸钠系列（Aerosol）；脂肪醇硫酸醋盐系列（Duponol）；支链脂肪醇硫酸醋盐系列（Tergitol）；烷基芳基磺酸盐系列（Nacconol）；烷基萘磺酸盐系列（Alkanol）；烷基芳基酚醚硫酸酯盐系列（Triton720）；脂肪醇聚氧乙烯醚系列（TritonNE）；壬基酚聚氧乙烯醚系列（TritonN）。
2、表面活性剂与电镀添加剂电镀是利用电化学原理,将不易腐蚀的金属覆盖于其它金属表面,防止其腐蚀达到保护和装饰的目的。
为顺利达到电镀目的,获得优质的光亮镀件,通常要在镀前对镀件表面油污和锈蚀进行除油除锈处理。
在电镀液中还要加入电镀添加剂。
添加剂可分为络合剂、整平剂、除杂剂、光亮剂、表面活性剂等。
其中最重要的是表面活性剂和光亮剂。
除油剂金属表面常附有油污和其它不洁物,影响电镀时金属离子的沉积,因此镀件必须除油、除锈以保证镀件表面有良好镀层。
电镀工艺：表面活性剂及其在电镀中的应用
电镀工艺：表面活性剂及其在电镀中的应用
现代电镀网3月22日讯：
表面活性剂是金属表面处理领域重要的原材料之一，也是绝大多数电镀添加剂不可缺少的组成之一。
在电镀的整个工艺过程中，如镀前处理的化学脱脂、酸洗除锈、电解脱脂、基体活化到电镀中单金属、合金电镀用的添加剂、镀后处理的防镀层变色剂、镀层保护膜乃至电镀废水处理，几乎都得用到它。
广泛范围的应用得益于表面活性剂的特殊化学结构并由此而得到特殊性质。
①表面活性剂的加入使电镀溶液表面张力下降，使阴极电沉积过程伴随着的析氢过程来得容易。
防止了镀层产生凹痕、麻点和针孔，使镀层与基体结合力好。
②表面活性剂水溶液在沾有油污的固体表面吸附，使得固体表面油污润湿、渗透、乳化、分散，从而去除油污。
③表面活性剂具备亲水基和憎水基，憎水基在电极界面的定向吸附形成双电层，往往提高了电极反应的过电位，加大了电沉积过程的极化。
使得镀层结晶细化，有的改变了镀层的内应力、硬度、延展性等机械物理性能。
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④表面活性剂在气／液界面上的定向吸附，形成了一层致密的表面液膜，加之某些表面活性剂的起泡作用形成泡沫层，阻止了酸雾的逸出。
表面活性剂的增溶、分散特性帮助某些不溶于水的主光亮剂分子在溶液中分散，它们之间协同效应可获得光亮、整平性好的镀层。
某些阳离子表面活性剂使镀液中的固体微粒带正电荷，并在微粒表面形成一层保护膜，降低了固体微粒的表面张力，有效地防止了固体微粒在溶液中聚集成团，使固体微粒在溶液中分散均匀，并随着金属的电沉积均匀地镶嵌在镀层之中，实现复合电镀的目的，赋予镀层特殊的功能应用。
第9章 表面活性剂在电镀和化学镀中的应用
概述
2.表面活性剂在电镀工艺中的作用
(1)拓宽电镀液的pH值、温度和电流密度的使用范围
(2)对电镀中析出的金属粒子具有良好分散作用，有利于提
高镀件表面的平滑和光亮度
(3)降低表面张力，有利于对镀件的润湿。促进在阴极表面
产生的氢气尽快脱离，防止镀件产生凹痕和针孔
(4)提高前处理过程中除油、除锈的效果
第6页
表面活性剂在电镀工艺中的应用
9.2.1 被镀零件的镀前预处理 1.除油 (1)化学除油 ②乳化液除油 在煤油、汽油或其他有机溶剂中加入一些表面活性剂和
水，搅拌制成乳化液。这种乳化液有很强的脱脂能力，特 别对重油的去除有显著作用，脱脂效果接近有机溶剂，且 克服了有机溶剂易燃、易挥发的缺点。 常用表面活性剂有十二烷基二乙醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯 醚、十二烷基醇酰胺磷酸酯、N、N-油酰甲基牛磺酸钠、甲 氧基脂肪酰胺苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钠、油酸 三乙醇胺、十二烷基苯磺钠和烷基苯磺酸铵等。
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表面活性剂在电镀工艺中的应用
9.2.1 被镀零件的镀前预处理 1.除油 (1)化学除油 ①碱液除油
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概述
1. 电镀液的组成 主盐：指沉积金属的盐类，电镀溶液中的主盐可以是单盐
或络盐。 络合剂：作为配体与金属离子形成络合物，改变镀液的电
化学性质和金属离子沉积的电极过程，对镀层质量有很大 影响，是镀液的主要成分。 导电盐：为了提高电镀溶液的导电能力，降低槽端电压， 提高工艺电流密度，加入导电能力较强的物质。 缓蚀剂：在弱酸碱性镀液中加入适当的缓蚀剂 ，使镀液有 自行调节pH值的能力，保持溶液的稳定性。 阳极活化剂：在电镀过程中金属离子是不断消耗的，大多 数采用可溶性阳极来补充，使在阴析析出的金属与阳极溶 解量相等，保持镀液成分平衡加入活化剂能维持阳极处于 活化状态。
电镀切水剂主要成分
电镀切水剂主要成分
电镀切水剂是一种在电镀过程中使用的添加剂，主要用于提高电镀液的性能和稳定性。
其主要成分包括以下几种：
1. 表面活性剂：表面活性剂是电镀切水剂的主要成分之一，它具有良好的分散性和湿润性，有助于提高电镀液对金属表面的亲和力，促进电镀过程的进行。
2. 聚合物：聚合物在电镀切水剂中起到增加溶液黏度和稳定性作用，有助于减少电镀过程中产生的沉淀和浮游物。
3. 缓冲剂：缓冲剂用于维持电镀液的酸碱度稳定，保证电镀过程的正常进行。
4. 阳极去极化剂：阳极去极化剂可以提高电镀液的导电性，增加电流密度，从而提高电镀速度。
5. 金属离子络合剂：金属离子络合剂有助于稳定电镀液中的金属离子，防止其沉淀，同时提高电镀层的均匀性和光亮度。
6. 添加剂：此外，电镀切水剂中还包含一些其他添加剂，如导电盐、抗氧化剂、抗菌剂等，它们各有不同的作用，共同保证电镀液的优良性能。
需要注意的是，不同类型的电镀切水剂成分可能略有差异，具体成分还需根据实际电镀工艺和需求进行选择。
在使用电镀切水剂时，应根据电镀液的性质和电镀要求，合理调整切水剂的添加量和使用方法。
表面活性剂及在电镀中的应用
十二烷基苯磺酸钠合成
23
9.3
表面活性剂的分类
24
9.3
表面活性剂的分类
R-OPO3Na2 磷酸酯盐
26
9.3
表面活性剂的分类
R-OPO3Na2 磷酸酯盐
27
9.3
表面活性剂的分类
具有易吸附于 一般固体表面 及杀菌性两个
特点
阳离子表面活性剂
不能与阴 离子型表 面活性剂 一同使用
R-NH2·HCl 伯胺盐
9.3
表面活性剂的分类
38
9.3
表面活性剂的分类
例如：十二烷基二甲基苄基季胺溴盐
ǀ
•苯扎铵溴，新洁尔灭 •强杀菌剂、消毒剂和杀虫剂 •有润湿ǀ 、乳化作用，单洗涤性差。 •不与金属阳离子作用，可用于酸性、中性溶液中
39
9.3
表面活性剂的分类
40
9.3
表面活性剂的分类
两性表面活性剂
R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型
72
9.4
表面活性剂在电镀中的应用
三、表面活性剂在不同镀种的应用 1.镀锌添加剂
碱性锌酸盐镀锌
基础镀液a
“a”＋DPEIII
“b”+WB
73
二、氰化镀锌光亮剂
明胶、聚乙烯醇、 聚乙烯亚胺。
无机光亮剂
季胺化吡啶 衍生物
有机光亮剂
硫化钠和多硫化钠 0.5~2.0g/L
高分子化合物、芳香醛 和杂环化合物、植酸等。 组合型效果佳！
CH3 | R-N+-CH2COO| CH3
甜菜碱型
咪唑啉型
41
9.3
表面活性剂的分类
洗涤性能 良好，常 作为特殊 洗涤剂
42
表面活性剂在电镀中的应用
变色剂 、 镀层保护膜 以及 电镀废水处理 ， 几乎都
用 到表 面活性 剂 。
织， 提高阴极极化 ， 降低镀层的分散能力 ； 利用其 润滑作用 ， 防止析 出的氢气在镀件表面滞留 ， 防
止镀 层 出现麻 点及 针孔 。
在液体和空气 的界面上 ， 液体表面的分子受 到液体分子 内部的引力大于受 到空气分子 的引 力， 由此造成液体 表面上 的收缩作用 叫做 表 面
ｌ 表面活性剂 的基本性质和作用
表面 活 性剂 分 子结 构 中 ， 能在 水 溶 液 中降 低
表 面 张力 的部 分 称 为活 性 部 分 。分 子 在 水 中 离 解后 ， 活性 部分 呈 离子 状 态或 分 子状 态 。表 面 活
３ 表 面 活 性 剂 的 化 学 结 构 与 物 理 性 质 的
以下 。
般认 为表面张力下降越多 ， 表面活性就越
大 。所 谓 表 面 张 力 就 是 使 液 体 表 面 尽 量 缩 小 的 力， 也可 认为 是作 用 于液体 分子 间 的凝 聚力 。 当水 中加 入 表 面活 性 剂 之后 ， 水 的表 面 张力
表 面 活 性 剂 水 溶 液 的浓 度 达 到 临界 胶 束 浓
度时 ， 原先 以少数分子状态存在原表面活性剂胶 束， 立刻形成很 大集 团 ， 成为一个整体。因此以 临界胶束浓 度为界限 ， 高于或低于此浓度时 ， 水
水 的表 面 张力 为 ７ ２ ． ７ ｄ ｙ ｎ ／ ｃ ｍ， 当添 加 微量 阴离 子 表 面 活性 剂 烷 基 硫 酸 钠 或 非 离 子 表 面 活性 剂 癸
２ ０ １ ４ Ｖ ｏ １ ． ２ ４ Ｎ ｏ ． ４
过滤与分离 Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｆ ｉ ｌ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ＆Ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
表面活性剂在电镀
定义
电镀是一种利用电解原理在金属表面 沉积金属或合金的过程。
原理
通过电解作用，将阳极的金属溶解并 沉积在阴极的基材表面，形成一层金 属镀层。
电镀的种类和用途
镀锌
用于提高钢铁制品的耐腐蚀性。
镀金
用于电子和航空航天领域，提高导电性和抗 氧化性。
镀铬
用于提高金属表面的硬度和耐磨性。
电镀合金
用于制造具有特殊性能的金属材料，如不锈 钢。
表面活性剂在电镀中的未来展望
技术创新
随着科技的不断进步，表面活性剂在电 镀中的应用将更加广泛和深入，未来将 会有更多的新型表面活性剂和绿色表面 活性剂涌现。
VS
产业应用
随着环保政策的加强和产业升级的需要， 表面活性剂在电镀产业中的应用将更加广 泛和重要，未来将会有更多的产业应用场 景出现。
THANK YOU
不当的表面活性剂可能导致电 镀溶液不稳定，加速溶液老化， 影响电镀效果和产品质量。
05
表面活性剂在电镀中的研究进 展
新型表面活性剂的开发与应用
新型表面活性剂
随着科技的发展，新这些新型表面活性剂具 有更高的表面活性、更低的毒性和更好的环境友好性。
清洗表面
表面活性剂能够有效地去除金属表面 的油脂、污垢和氧化物，为电镀提供 清洁的基底。
润湿和分散
表面活性剂能够降低溶液与金属表面 的界面张力，使液体更好地润湿金属 表面，同时将溶液中的固体颗粒分散 开，防止沉淀。
表面活性剂在电镀液中的作用
稳定电镀液
表面活性剂可以作为络合剂或稳定剂，稳定电镀液中的金属离子，防止其发生 沉淀或水解。
电镀过程中的影响因素
电流密度
电流密度的大小直接影响电镀层的厚度和质 量。
表面活性剂在电镀中的应用
表面活性剂在电镀中的应用表面活性剂是金属表面处理技术领域的与材料之一，也是绝大多数电镀添加剂不可缺少的组成之一。
在电镀的整个工艺过程中，如镀前处理的化学脱脂、酸洗除锈、电解脱脂、基体活化到电镀中单金属、合金电镀用的添加剂、镀后处理的防镀层变色剂、镀层保护膜乃至电镀废水处理，几乎都用到表面活性剂。
在液体和空气的界面上，液体表面的分子受到液体分子内部的引力大于受到空气分子的引力，由此造成液体表面上的收缩作用叫做表面张力。
表面活性剂是一种在低浓度下能降低水和其他溶液体系的表面张力或界面张力的物质。
从分子结构上一定是有非极性的亲油性基和极性的亲水基两部分不所组成的化合物。
降低表面张力即是表面活性。
极大部分表面活性剂是水溶性的、油溶性的只占极少数。
一、表面活性剂的基本性质和作用表面活性剂分子结构中，能在水溶液中降低表面张力的那部分称为活性部分。
分子在水中离解后，活性部分呈各种离子状态或分子状态。
表面活性剂的活性部分是由亲水基团与憎水基团构成。
憎水基团通常含C8~C18的各种非极性碳-氢长链基团，它具有排水的作用，亲水基是极性基团（如羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸盐、有机胺盐、季铵盐、多元醇及聚氧乙烯长链等）他具有水分子相互吸引的作用。
表面活性剂分子的亲水基与憎水基是构成界面吸附层、分子定向排列等现象。
表面活性剂能起到润滑、分散、乳化、渗透、增溶、发泡及洗涤等作用。
表面活性剂在电镀工业中应用及其广泛。
利用其乳化、润滑及增溶作用来提高镀件的除油效率及除油质量；利用其在金属和溶液界面上的定向排列及吸附作用，来改善镀层的结晶组织、提高阴极极化从而降低镀层的分散能力；利用其润滑作用，可防止析出的氢气在镀件表面滞留，从而防止镀层出现麻点及针孔。
二、表面活性剂的分类根据表面活性剂的用途可分为：润湿剂、乳化剂、发泡剂、洗涤剂及增溶剂等等。
但最常见和最方便的方法是按离子的类型分类，根据表面活性剂溶于水时，凡能电离生成离子的叫做离子表面活性剂；凡不能电离生成离子的叫做非离子表面活性剂。
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• 要大，所以，表面活性剂一般以亲水基团的结 构为依据来分类。按亲水基是否荷电将表
• 面活性剂分为离子型和非离子型两大类。离子 型表面活性剂的分子在水中能电离，形成 • 带正电荷、带负电荷或者同时既带正电荷又带 负电荷的离子。
表面活性剂在电镀中的实 际应用
• 原则上讲，凡是能降低表面张力的物质都具有 表面活性，然而表面活性剂则是指能 • 显著降低溶剂(一般为水＞表面张力和液—液 。 界面张力并具有一定结构、亲水亲油特性 • 和特殊吸附性能的物质。
表面活性剂在电镀中的实 际应用
• 表面活性剂之所以能显著降低表面张力和液— 液界面张力的原因在于其具有亲水亲
• 使得镀层结晶细化，改变了镀层的机械物理性 • 能。下面就表面活性别在电镀中的应用作简单的阐述。 • (1)在碱性除油中的应用 金属工件在电镀前．首先 必须除油清洗，使之表面干 • 净，否则，沉积层在表面结合不良，严重时甚至得不 到沉积层。典型的碳钢零件除油液 • 配方：氢氧化钠20—30g／L，磷酸三钠30一40s／L， 碳酸钠30一40s／L，oP乳化剂1— • 2g／L．30一50℃。
表面活性剂在电镀中的实 际应用
• 工件表面的油污有动、植物油脂和矿物 油类。动、植物油脂在碱性溶液中可以 发生
• 皂化反应，形成水溶性的肥皂和甘油而 去除；而矿物油或其他不皂化油则不能 用碱使之化学分解，必须借助表面活性 剂的作用才能从金属表面除去。
• 表面张力，使阴极电沉积过程及析氢过程容易 进行，防止镀层产生凹痕、麻点和针孔。②表 面活性剂在沾有油污的固体表面吸附，使得固 体表面油污润湿、渗透、乳化、分
• 散，从而除去油污。②表面活性剂的憎水基在 电极—溶液界面的定向吸附形成双电层， • 提高了电极反应的过电位，增加了极化，
表面活性剂在电镀中的实 际应用
• 泊的结构特征。亲水苯与水分子作用，位表面 活性剂分子引人水；而亲袖基与水分子相 • 排斥，与非极性或弱极性溶剂分子作用，使表 面活性剂分子引入油(溶剂)。
表面活性剂在电镀中的实 际应用
• 表面活性
• 剂分子的亲油基一般是由烃基构成的，而亲水 基则由各种极性基团组成，种类繁多，因
• 此，表面活性剂在性质上的差异，除与烃基的 大小和形状有关外，主要与亲水基团的类
表面活性剂在电镀中的实 际应用
• 水溶液中的电沉积是发生在金属与电解 质界面上的电化学反应，因此，界面性 质和
• 电解质溶液的组成对电沉积过程产生很 大影响。表面活性剂作为电镀中添加利 的一种， • 广泛应用于电镀的整个工艺中。表面活 性别的作用如下。①表面活性剂可以降 低镕液的
表面活性剂在电镀中的实 际应用
表面活性剂在电镀中的实 际应用
• 带正电荷的称为阳离子表
• 面活性剂；带负电荷的称为明离子表面活性剂。 同时既有正电荷又有负电荷的则称为两
• 性表面活性剂； 非离子型表面活 性剂分子在水中不电离，呈电巾性。 • 离子型分类法是常用的分类方法，它实际 上是化学结构分类法。
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