Оглавление Видео опыты по химии Видео опыты по физике На главную страницу

Химия и Химики № 2 2020

Журнал Химиков-Энтузиастов
Помощь журналуПомощь журналу Химия и Химики




Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика
Preparation of concentrate of activator for plastic metallization


В.Н. Витер


Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter


Обработка пластика в ванне палладиевого активатора - одна из стадий металлизации пластика ABS. Ванна содержит коллоидные частицы палладия, стабилизированные оловом (II). В этой ванне на протравленную поверхность пластика садятся частицы палладия, которые образуют электропроводные островки на поверхности. Позже это позволит посадить на поверхность слой гальванической меди. Потом - никель и хром.

Готовят ванну активатора из трех компонентов: воды, соляной кислоты и концентрата. Концентрат получают растворением хлорида олова (II) и хлорида палладия в концентрированной соляной кислоте при нагревании. Процедура простая, если не считать, что хлорид олова окисляется на воздухе и на момент покупки уже может содержать много олова (IV), а хлорид палладия - дорогой и подотчетный. Кроме того, соляная кислота должна быть бесцветной и иметь квалификацию Х.Ч.

Процедура приготовления концентрата уже была описана в журнале, см. статью: Металлизация пластика - наше все. Metallization of plastic [ссылка] - тогда концентрат (и саму ванну металлизации) пришлось делать в авральном порядке. К счастью, в работе цеха гальваники не все так сумбурно.

Ниже описана процедура приготовления концентрата, которая осуществлялось в плановом порядке: анализ показал, что в ванне мало палладия, - значит, нужно покупать компоненты, готовить концентрат и использовать его для корректировки ванны. Половину приготовленного концентрата я успел использовать, половину - нет. Наступил перерыв в работе, во время которого испортились, и сама ванна, и неиспользованный концентрат для ее корректирования - палладий выпал в осадок.


Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization




Итак, готовим концентрат палладиевого активатора. Первым делом нужно растворить 5 г хлорида палладия в 200 мл нагретой соляной кислоты. Добавляем коричневый порошок хлорида в кислоту и перемешиваем до растворения. Это просто - примерно, как чашку какао заварить (если забыть о стоимости палладия и его солей).


Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization
Растворение хлорида палладия в соляной кислоте

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization




Потом растворяем хлорид олова SnCl2·2H2O в концентрированной соляной кислоте (520 г соли в 260 мл кислоты) при нагревании. Несмотря на внушительный избыток твердой фазы, растворение не вызывает осложнений, есть только одно "но"… Купленный хлорид олова состоит преимущественно из твердых комков, некоторые из них - внушительных размеров (убить можно). Первый раз я их измельчал в канистре со срезанным верхом - с помощью литровой стеклянной бутылки. Это оказалось неудобно - был риск разбить бутылку. В следующий раз попробовал без измельчения. В результате некоторые комки не пролазили в широкое горло колбы, а один - застрял в горле. Там я его и оставил - в надежде, что пары кислоты конденсируются и "растопят" этот булыжник. Потом все-таки пришлось несколько раз аккуратно наклонять колбу, чтобы смочить хлорид олова горячей кислотой - после нескольких попыток комок проскочил внутрь, а другие - более крупные комки пришлось бить (измельчать). Проблема решилась, когда в лабораторию все-таки купили немного посуды, в частности - стаканов, но к тому времени линия металлизации уже остановилась.

Кстати, возможна еще одна неприятность: если раствор хлорида олова (II) в соляной кислоте желтый, он содержит много окисленного олова (т.е., олова (IV)).

Когда линия работает, раствор хлорида олова (II) в солянке используется и сам по себе - для корректирования содержания олова в ванне активатора и как составляющая для приготовления концентрата (из концентрата готовят новую ванну, а также - ним корректируют действующую ванну - поднимают концентрацию палладия и олова одновременно).


Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization
Растворение хлорида олова (II) в соляной кислоте

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization
Комок хлорида олова застрял в горле колбы

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization


Итак, готовим концентрат и переходим к третьей операции - в горячий раствор хлорида олова (II) выливаем раствор хлорида палладия, перемешиваем. Дальше - согласно методике - раствор необходимо нагреть до 90-98°С и выдержать 10-15 минут. Небольшая сложность: раствор стал кипеть задолго до указанной температуры. А раз раствор кипит, его температура не поднимется, пока один из компонентов не улетит (один из компонентов или несколько, частично или полностью). Посмотрел справочник, концентрированная соляная кислота кипит при 45°С (по памяти) - из раствора улетает HCl. Т.е., доводить раствор до 90°С означает - потерять часть хлороводорода. Поэтому я грел раствор без фанатизма и не особо переживал о температуре.

Кстати, испарение HCl - не такой и безобидный процесс. Если взять немного раствора хлорида олова (II) в соляной кислоте и вылить его в избыток воды - сразу появится белая муть. Олово в этом растворе находится в виде комплекса, который разрушается при разбавлении водой. Схожим образом ведет себя и электролит ванны олово-висмут (раствор сульфата олова (II) в серной кислоте с добавкой нитрата висмута).

После охлаждения добавляем оставшееся количество соляной кислоты (суммарно 600 мл) и доводим дистиллированной водой объем раствора до 1 л.


Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization
В раствор хлорида олова (II) выливаем раствор хлорида палладия

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization
Готовый концентрат для приготовления и корректировки ванны активации металлизации пластика ABS (царство ему небесное)



Что дальше? Половину приготовленного активатора я использовал для корректировки ванны - чтобы поднять концентрацию палладия, которая опустилась "ниже плинтуса" (в рамках экспериментов начальства). Из-за низкой концентрации палладия работа ванны значительно ухудшилась - не все детали покрывались, ослабла адгезия металла к пластику. Вторая половина концентрата - осталась. Потом - во время простоя ванны - она просто пропала. А надо было меньше слушать начальство и просто добавить в ванну весь концентрат - это хоть немного подняло бы концентрацию палладия в ванне и облегчило бы работу гальваникам (когда линия еще действовала).


Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization
Ванна активатора металлизации пластика ABS (объем - 80 л)

Приготовление концентрата активатора для металлизации пластика. Preparation of concentrate of activator for plastic metallization
Рабочий раствор из ванны с другой линии - металлизации печатных плат. Аналог нашей ванны активации металлизации пластика ABS. Данная ванна не содержит олова, она гораздо менее кислая, но на ее приготовление тоже идет хлорид палладия. Причем - в изрядных количествах (масштабы производства там гораздо больше). В раствор опущен ОВП-метр.



<Электрохимия (Электролиз, Гальваника, Гальванические элементы)> <Медь, Серебро, Золото, Платиновые металлы>

<Химические вулканы и Фараоновы змеи ч.2> <Химические вулканы ч.1> < Опыты со щелочными металлами > < Опыты со щелочными металлами 1 > [Эксперименты с ацетиленом] [Эксперименты с ацетиленом, метаном, пропаном и бутаном] [Эксперименты с ацетиленом, метаном, пропаном и бутаном 2] <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 1> <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 2> <Эксперименты с фосфором ч.1> <Эксперименты с фосфором ч.2> <Эксперименты с водородом 1> <Эксперименты с водородом 2> <Эксперименты с водородом 3> <Хлористый азот (трихлорид азота). Иодистый азот (нитрид иода)> <Перекись ацетона, ГМТД, органические перекиси> <Черный порох> <Кумулятивный эффект (№5 2011)> <Нитроглицерин, Этиленгликольдинитрат, Нитроэфиры, Нитропроизводные> <Огонь от капли воды (№1 2012)> <Огонь на ладони (Холодный огонь)> <Ртуть, Амальгамы, Соединения Ртути>
<Вопросы по гальванике (Обсудить на форуме)>
<Серебро, золото, платиновые металлы (химия, выделение) (Обсудить на форуме)> [Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]