Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.

//-->.pos {position:absolute; z-index: 0; left: 0px; top: 0px;}6.1. Nakładanie powłok malarskich metodelektroforetycznMalowanie elektroforetyczne nale y do jednej z bardziej nowoczesnych metod nanoszenia powłokmalarskich. Pierwsza przemysłowa linia do malowa nia elektroforetycznego została uruchomiona wzakładach Forda w roku 1960. Obecnie proces ten jest stosowany prawie we wszystkich zakładachsamochodowych, równie w Polsce, do nanoszenia powłok podkładowych na karoserie pojazdówsamochodowych.Do malowania elektroforetycznego stosuje si specjalne farby, tzw. wodorozcie czalne. Ich cechcharakterystyczn jest to, e jako rozpuszczalnik stosowana jest woda. Ma to ogromne znaczenieekologiczne, gdy eliminuje silnie toksyczne rozpuszczalniki organiczne. Farba jest roztworemkoloidalnym polimerów, czyli zwi zków wielkocz steczkowych oraz pigmentów, wypełniaczy i innychdodatków w wodzie. Malowanie zachodzi w wyniku przepływu pr du elektrycznego. W poluelektrycznym koloidalne cz stki farby, które s obdarzone ładunkiem elektrycznym, w druj doodpowiednich elektrod. Proces ruchu cz stek koloidalnych w polu elektrycznym nosi nazwelektroforezy, przy czym w drówka cz stek koloidalnych o ładunku dodatnim do katody nazywana jestkatoforez , a cz stek o ładunku ujemnym do anody — anoforez .6.1.2. Rodzaje i budowa układów koloidalnychUkłady koloidalne s układami wieloskładnikowymi o wygl dzie układu jednolitego, zło onymi z fazyzwanej o rodkiem rozpraszaj cym i składnika rozpraszanego. Wymiary cz stek rozpraszanych(koloidalnych) wahaj si w granicach 10-6—10-9m. Wymiary cz stek w koloidach s mniejsze niw zawiesinie, ale wi ksze ni w roztworach rzeczywistych.Z tego wzgl du koloidy wykazuj wła ciwo ci po rednie mi dzy roztworem rzeczywistym azawiesin , chocia nie ma ostrej granicy mi dzy tymi trzema rodzajami mieszanin.Koloidy nie s typowymi układami dwufazowymi jak zawiesiny, gdy cz stki koloidalne niespełniaj wszystkich kryteriów fazy, zwłaszcza kryterium równowagi termodynamicznej faz. Wzawiesinach ka da z faz zachowuje swoje wła ciwo ci fizykochemiczne, a rozdzielenie składników jestmo liwe w wyniku procesów fizycznych, jak: s czenie, odwirowanie, sedymentacja. Koloidy nie srównie układami jednofazowymi jak roztwory rzeczywiste. W odró nieniu od roztworówrzeczywistych nie ulegaj dializie, czyli nie przechodz przez błony półprzepuszczalne. Cz stkikoloidalne maj zdolno rozpraszania wiatła; jest to tzw. efekt Tyndalla, który w roztworachrzeczywistych nie wyst puje. Koloidy nazywa si jednorodnymi układami z powierzchni rozdziału.Wszystkie układy koloidalne s termodynamicznie w stanie równowagi nietrwałej, co wyra a si stałymwzrostem wymiarów cz stek prowadz cym do zmniejszenia powierzchni rozgraniczaj cej fazy; w miarupływu czasu mo e wyst pi rozdział faz (segregacja) na substancje, z których układ koloidalny powstał.W zale no ci od stanu skupienia fazy rozpraszaj cej i rozpraszanej wyró nia si 8 rodzajówukładów koloidalnych. Rodzaje te podano w tablicy 6.1.6.1.1. WprowadzenieT a b l i c a 6.1Podział układów koloidalnych ze wzgl du na stan skupieniaO rodekrozpraszaj cyGazSubstancjarozproszonagazcieczRozdaj koloiduaerozole(gazozole)Nazwa układukoloidalnegonie istniejeaerozole ciekłe(mgły koloidalne)aerozole stałe(dymy koloidalne)zole, roztworykoloidalnepianyliozole, emulsje(emulsoidy)zawiesinykoloidalne(suspensoidy)pirozolepiany stałepiany stałe(emulsje stałe)zole stałePrzykłady-mgły, chmuryciało stałedym, kurzCieczgazcieczciało stałepiana mydlanamleko, białkozole tlenkówmetali,wodorotlenkówpumekskwarc mlecznyszkło rubinowe,perły fosforoweCiało stałegazcieczciało stałeUkłady koloidalne, w których faz rozpraszaj c jest gaz, nosz ogóln nazw aerozoli. S onezwykle mniej trwałe ni układy z faz rozpraszaj c ciekł lub stał .Spo ród wszystkich układów koloidalnych najwi ksze znaczenie w przemy le maj te, w którycho rodek rozpraszaj cy jest w fazie ciekłej, a zwłaszcza układy cieczy w cieczy, czyli emulsje, i układyciało stałe w cieczy, czyli zole (suspensje). Te ostatnie zwane s równie roztworami koloidalnymi.Istniej dwa typy zoli:1. liofobowe — zole liofobowe s wła ciwymi roztworami koloidalnymi; powstaj w wynikurozpraszania stałej substancji nierozpuszczalnej w fazie rozpraszanej;liofilowe — zolami liofilowymi nazywane s roztwory zwi zków wielko cz steczkowych, wktórych zwi zek wielkocz steczkowy jest rozpuszczalny w fazie ciekłej. Liofilowe roztworykoloidalne polimerów s to wła ciwie roztwory rzeczywiste, gdy faza rozpraszana (zwi zekwielkocz steczkowy) ma wielko pojedynczych makrocz steczek. Z tego wzgl du s one ter-modynamicznie trwałe, podobnie jak roztwory rzeczywiste. Z uwagi na wielko cz steczekfazy rozpraszanej maj one jednak e wła ciwo ci molekularno-kinetyczne takie jak układykoloidalne, np. nie ulegaj dializie.Nale y zaznaczy , e zwi zki wielkocz steczkowe oprócz liofilowych roztworów koloidalnych,mog równie tworzy termodynamicznie nietrwałe liofobowe roztwory koloidalne (zole). Powstaj one,jak wszystkie zole, wówczas, gdy zwi zek wielkocz steczkowy nie rozpuszcza si w o rodku rozpra-szaj cym (np. wodorozcie czalne farby stosowane do malowania elektroforetycznego, lateksy).Ka d substancj stał , ciekł czy gazow mo na w odpowiednich warunkach przeprowadzi w stankoloidalny. Osi ga si to w wyniku zdyspersowa-nia (rozproszenia) cz stek zawiesiny lub te wwyniku kondensacji cz stek roztworu rzeczywistego. Ze wzgl du na małe wymiary cz stek koloidalnychpowierzchnia rozdziału faz jest bardzo rozwini ta. Koloidy mo na charakteryzowapowierzchniwła ciw .Jest to stosunek całkowitej powierzchni cz stki zdyspergowanej do jej masy lub obj to ci:m2/g lub m2/m3. Znaczne rozwini cie powierzchni w roztworach koloidalnych powoduje, e zjawiskaelek-trokinetyczne zachodz ce na granicy faz odgrywaj wyj tkowo du rol . Na ka dej granicy faz, awi c i na powierzchni cz stek koloidalnych wyst pujepodwójna warstwa elektryczna.Wewn trznawarstwa, zwana a d s o r p c y j - n , powstaje w wyniku selektywnej adsorpcji jonów lub cz steczekdipolowych na powierzchni fazy stałej. Zaadsorbowane jony lub cz steczki s ci le zwi zane zpowierzchni cz stki koloidalnej i nie ulegaj oderwaniu nawet w przypadku mieszania.Zjawisko adsorpcji jonów na granicy faz powoduje, e cz stki koloidalne s obdarzone ładunkiemelektrycznym. O jego znaku decyduje ładunek warstwy wewn trznej — adsorpcyjnej. Warstwazewn trzna dyfuzyjna o przeciwnym znaku nie jest zwi zana z cz stk koloidaln . Jest ona ruchoma.Cz stka koloidalna wraz z otaczaj c j warstw dyfuzyjn nosi nazw miceli koloidalnej. Cz stkikoloidalne mog adsorbowa zarówno ładunki dodatnie, jak i ujemne. Zale y to od budowy chemicznejfazy rozpraszanej i o rodka rozpraszaj cego, a niekiedy od st enia i rodzaju jonów w roztworze, np. ko-loidalny roztwór jodku srebra AgJ w roztworze zawieraj cym nadmiar jodku potasu KJ adsorbuje jony J-i cz stki maj ładunek ujemny. Natomiast w roztworze zawieraj cym nadmiar azotanu srebra AgNO3cz stki koloidalne adsor-buj jony Ag+i maj ładunek dodatni.Na rys. 6.1 przedstawiono budow tzw. miceli jodku srebra w roztworze wobec nadmiaru jodkupotasu. W skład miceli koloidalnej wchodzi j dro zbudowane z wielu cz steczek substancjirozpuszczonej (w tym przypadku cz steczek AgJ). Wokół j dra zaadsorbowane s jony jednego znaku(jony jodko-we J-). Oprócz tych jonów trwale zaadsorbowanych w warstwie wewn trznej znajduj si wmniejszej ilo ci przeciwnie naładowane jony potasowe K+, tzw. przeciwjony. Obecno ładunkuelektrycznego na cz stkach koloidalnych jest wynikiem przewagi w warstwie wewn trznej adsorpcyjnejjonów jednego znaku (przewaga jonów J-nad jonami K+). J dro z warstw wewn trzn adsorpcyjnstanowi cz stk koloidaln . Na rys. 6.1 oznaczono j lini przerywan . Pozostałe jony potasowe K+znajduj si w o rodku otaczaj cym cz stk i tworz dookoła niej tzw. zewn trzn warstw dyfuzyjn .Rys. 6.1. Budowa miceli koloidalnej jodku srebra w roztworze jodku potasu6.1.3. Zasada procesu malowania elektroforetycznegoMalowanie elektroforetyczne jest to proces technologiczny wykorzystywany do pokrywania metalilub powierzchni metalizowanych powłokami antykorozyjnymi, dekoracyjnymi lub elektroizolacyjnymi.Technologia procesu malowania elektroforetycznego podobna jest do nakładania powłokelektrolitycznych. Przedmiot przeznaczony do malowania musi by odpowiednio przygotowany, tzn.musz by usuni te wszelkie zanieczyszczenia i lady rdzy. Zwykle tego typu obróbk wykonuje simechanicznie. W warunkach laboratoryjnych mo e to bycieranie papierem ciernym oodpowiedniej granulacji. Przedmiot nale y równie odtłu ci . Mo na stosowa odtłuszczaj ce k pielealakaliczne. Przy niezbyt zabrudzonych próbkach wystarczy przemy w rozpuszczalnikach organicznych.Przygotowanie powierzchni metalu przez obróbk wst pn jest wa nym elementem procesu. Wpływa nazmian przewodnictwa powierzchni, a ponadto zapewnia odpowiedni adhezj cz stek materiałumalarskiego do powierzchni. Ma wi c ono decyduj cy wpływ na wynik malowania.Przedmiot przeznaczony do malowania jest nast pnie przenoszony do k pieli zawieraj cejkoloidalny roztwór farby i stanowi odpowiedni elektrod . Proces malowania prowadzi si przy stałymnapi ciu, stosuj c pr d stały. Warto napi ciazale yod stosowanej metody. Dla procesu katoforezykonieczne jest wy sze napi cie ni dla anoforezy. Proces malowania trwa krótko, ok. 120 sekund.Przedmiot przeznaczony do malowania mo e by anod lub katod . Zale y to od składu k pieli domalowania elektroforetycznego. Je eli cz stki koloidalne uzyskaj ładunek ujemny, osadzaj si naanodzie. Proces nosi wtedy nazw malowania anoforetycznego. Istniej równie farby, w którychcz stki koloidalne uzyskuj ładunek dodatni. Farby takie osadzaj si na katodzie. Proces malowanianazywa si wówczas malowaniem katoforetycznym.Do malowaniaanoforetycznegostosuje si farby, w których materiałem po-włokotwórczym spolimery akrylowe, alkidowe, fenolowe. Polimery te zawieraj grupy funkcyjne zdolne do dysocjacji,np. grupy karboksylowe -COOH w polimerach akrylowych, grupy -OH w polimerach fenolowych.Takie polimery nazywane s polielekrolitami. Mog one uzyskiwa ładunek nie tylko w wynikuadsorpcji jonów na powierzchni cz stek koloidalnych (ładunek ujemny), ale równie wskutek dysocjacjigrup funkcyjnych. Powstaj wówczas makrojony oraz proste jony małocz steczkowe. We wszystkichwymienionych polimerach stosowanych w procesie anoforezy makrojony maj ładunek ujemny.Cz ciowo zoboj tnion cz steczk ywicy akrylowej [ - CH2- CH - ]nmo na schematycznieprzedstawi wzoremCOOHgdzie:R — ła cuch makrocz steczki,B — jon jednowarto ciowej zasady neutralizuj cej, np. NH4, Na+.Wartozzale y od stopnia dysocjacji ywicy akrylowej, a wi c od warunków zewn trznych,takich jak: temperatura, st enie, pH. Wartoyzale y od stopnia zoboj tnienia ywicy. Zoboj tnieniepolikwasu zasad NaOH lub NH4OH prowadzi si w celu zwi kszenia rozpuszczalno ci ywicy. Wzrostwarto cix,czyli zwi kszenie liczby grup karboksylowych, zmniejsza rozpuszczalnoywicy w wodzie.Pod wpływem przyło onego napi cia ujemnie naładowane cz stki farby b d w drowa doelektrody dodatniej (anody), któr stanowi przedmiot przeznaczony do malowania. W obszarzeanodowym zachodzi reakcja makrojonów ywicy z jonami wodorowymi, powstałymi w wyniku procesuelektrolizy wody. Reakcje zachodz ce na anodzie mo na opisa równaniamiPrzedstawiony proces powoduje wzrost warto cixwe wzorze makrocz steczki ywicy. Sprawia to,e materiał malarski osadza si na anodzie w postaci nierozpuszczalnej warstwy.Na anodzie nie b d cej metalem szlachetnym, np. na stali, zachodzdodatkowo reakcje jonów ywicy z jonami metalu. Reakcjeprzebiegaj według równaPowstaj wówczas nierozpuszczalne w wodzie sole polikwasów.Do malowaniakatoforetycznegostosuje si farby, w których materiałem powłokotwórczym sywice epoksydowo-aminowe, epoksydowo-fenolowe lub poliuretanowe. Ogólny wzór ywicy tegotypu mo na przedstawi nast puj co:R3NlubRNH2.Przy neutralizacji kwasem cz steczka ywicystaje si polikationemR3NH+lubRNH3.Jako kation osadza si na katodzie. Korzystn konsekwencjmalowania na katodzie jest brak reakcji rozpuszczania metalu podło a. Poprawia to efekty dekoracyjnepowłok. Nie wyst puje równie szkodliwy wpływ zanieczyszczenia farby anionami z procesuprzygotowania powierzchni (anionami CrO42-, PO43-). Pozwala to na stosowanie procesu fosforowaniaprzed malowaniem.Malowanie katoforetyczne wymaga stosowania wy szych napipodczas nakładania orazrozbudowanej strefy płukania. Ogólnie koszt urz dze do malowania katoforetycznego oraz cena farbkatoforetycznych s wy sze ni w procesie anoforezy. Jednak koszt ten jest równowa ony przez znacznielepsze wła ciwo ci antykorozyjne powłok katoforetycznych w porównaniu z anoforetycznymi.W polu elektrycznym wyst puje równie zjawiskoelektroosmozy.Jest ono jakby odwrotno cielektroforezy. Cz stki zdyspergowane pozostaj nieruchome, natomiast porusza si faza rozpraszaj ca,przewa nie woda. Zjawisko to wyst puje w cienkich kapilarach, kanalikach materiałów porowatych lubbłon półprzepuszczalnych, utworzonych z osadzonego na elektrodzie materiału koloidalnego. W tychwarunkach obj to warstwy dyfuzyjnej utworzonej na granicy faz jest na tyle du a, e cała masa wodyznajduje si w tej warstwie. Warstw dyfuzyjn stanowi roztwór jonów, które nie zostały zaadsorbowanena powierzchni. Jony s hydratowane dipolami wody. Przedstawiony na rys. 6.2 model odpowiadamalowaniu anoforetycznemu. Cz stki koloidalne stanowi ce ciank naczynia s naładowane ujemnie(adsorbuj jony ujemne). W tym przypadku w warstwie dyfuzyjnej przewa aj jony dodatnie.Rys. 6.2. Schemat elektroosmozy w rurce kapilarnej:1— ujemnie naładowana cianka kapilary, 2 — warstwa dyfuzyjna wodyzawieraj ca nadmiar jonów dodatnich, poruszaj ca si w kierunkuelektrody ujemnejW czasie procesu malowania katoforetycznego cianki maj ładunek dodatni, a warstwa dyfuzyjnajest naładowana ujemnie.W obydwu procesach anoforezy lub katoforezy, pod wpływem przyło onego napi cia jonyznajduj ce si w warstwie dyfuzyjnej wraz z otoczk dipoli wody hydratowanej na tych jonach b dprzesuwa si do odpowiednich elektrod. W procesie malowania anoforetycznego, gdy materiał malarskio ładunku ujemnym osadza si na anodzie, hydratowane jony dodatnie ddo katody. W procesiemalowania katoforetycznego, gdy dodatnio naładowane cz stki farby osadzaj si na katodzie,warstwa dyfuzyjna naładowana ujemnie d y do anody.W wyniku elektroosmozy zawarto wody w powłoce ulega zmniejszeniu poni ej 10%.6.1.4. Zalety malowania elektroforetycznegoPowłoki otrzymywane tym sposobem maj wiele zalet, odró niaj cych je od powłok nakładanychinnymi metodami. Powłok nało on elektroforetycz-nie cechuje równomierne osadzenie materiałumalarskiego oraz dobre pokrycie wszelkich zagł bie , wkl niitp. Wynika to z mechanizmuprocesu. Materiał malarski osadza si pocz tkowo na cz ci poło onej najbli ej elektrody przeciwległej.Poniewa osadzana powłoka jest warstw nie przewodz c , stanowi zatem du y opór dlaprzepływaj cego pr du i utrudnia elektroosadzanie. Wskutek tego nast pne partie materiału malarskiegoosadzaj si na cz ciach bardziej oddalonych. Dzi ki tej wła ciwo ci otrzymuje si powłoki o znacznejrównomierno ci, odtwarzaj ce wiernie kształt powierzchni pokrywanej. Ta cecha powłok malarskichnakładanych metod elektroforetyczn wpływa na polepszenie ich wła ciwo ci ochronnych.Z innych zalet malowania elektroforetycznego nale ałoby wymieni mo liwo kontrolowaniagrubo ci powłoki, krótki czas pokrywania i mo liwo prowadzenia procesu systemem ci głym. Pozatym, istotn spraw jest stosowanie farb wodorozcie czalnych, co eliminuje konieczno u yciadeficytowych rozpuszczalników organicznych, niebezpiecze stwo po aru oraz mo liwo rozmi kczeniapowłoki w zamkni tych pomieszczeniach wskutek parowania rozpuszczalnika.Wydajno pr dowa procesu elektroforetycznego jest znacznie wi ksza ni procesu elektrolitycznegonakładania metali.W procesie malowania elektroforetycznego jako wydajno pr dow przyjmuje si ilo osadzonegomateriału malarskiego, przypadaj c na jednostk przepływaj cego ładunku. Zale no t mo nawyrazi nast puj cym wzoremgdzie:m— masa osadzonego materiału malarskiego [g],Q— przepływaj cy ładunek,/ - nat enie pr du [mA]),t —czas [s].Mas osadzonego materiału okre la si metod wagow , porównuj c mas przedmiotu po i przed
  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • hannaeva.xlx.pl