Galvanointi on erityinen menetelmä polymeeripinnoitteiden saamiseksi johtavalle pinnalle sähkövirran vaikutuksesta .
Elektrodepositio maalausmenetelmänä on ollut olemassa yli 50 vuotta. Tämän maalausmenetelmän suurin sovellus käytetyn maalimateriaalin määrällä mitattuna on saanut autoteollisuudessa. Tämän menetelmän maalimateriaalien sideaineet ovat oligomeerisiä polymeerisiä vesiliukoisia elektrolyyttejä. Tasasähkövirran alalla, kuten galvanoinnissa, ne pinnoitetaan sähköisesti katodille tai anodille, jotka ovat maalattavia tuotteita. Mekanismi pinnoitteiden saamiseksi tällä menetelmällä liittyy polyelektrolyytin kykyyn muuttaa vesiliukoisuuttaan väliaineen pH:n muutoksen myötä. Pääasiallinen sähkökemiallinen reaktio, joka tapahtuu sähkösaostuksen aikana, on veden elektrolyysi.
ANODIN SÄHKÖRAOSTUMUKSESSA : Veden elektrolyysi tapahtuu anodilla seuraavan reaktion mukaisesti: 2H 2 O - 4e- \u003d O 2+ 4H + , (pH anodilla → 1). On myös metallin anodista liukenemista: Me → Me a+ + ae - . Kalvoa muodostavat aineet, jotka pystyvät hajoamaan ioneiksi vesipitoisessa väliaineessa polyanionien muodostuessa, kerrostuvat anodille: R(COOK)n ↔ R(COO - )n + nK + . Anodiseen sähkösaostukseen käytetään kalvonmuodostajia, joiden sideaineet muutetaan anioniseen muotoon tuomalla karboksyyliryhmiä (RCOOH) molekyyliin (jossa R on oligomeerin kalvon muodostava osa). Karboksyyliryhmien neutraloinnin (dooppauksen) jälkeen orgaanisilla amiineilla tai ammoniakilla niistä tulee vesiliukoisia polyelektrolyyttejä seuraavan kaavion mukaisesti: (RCOO¯NR4 + , jossa NR4 + on amiinikationi tai NH4 + ). Tässä tapauksessa kalvonmuodostajan hapan (ei neutraloitu) muoto ei liukene veteen. Siksi anodin happotilassa kalvonmuodostaja muuttuu veteen liukenemattomaksi ja kerrostuu maalattavalle tuotteelle - anodille polyhapon muodossa. R(COO-)n + nH+ ↔ R(COOH)n↓, R(COO-)n + nMe a+ ↔ R(COO)Me↓. Näiden prosessien lisäksi voi tapahtua myös muita, esimerkiksi metallin anodista hapetusta (alumiinin värjäyksen aikana), dekarboksylaatiota ja kalvonmuodostajan hapetusta (korkeilla anodipotentiaalilla).
KATODIN SÄHKÖRAOSTOTUKSESSA: Katodilla veden elektrolyysi tapahtuu seuraavan reaktion mukaisesti: H 2 O + e - → 0,5H 2 + OH - , (pH katodilla → 13-14). Katodisessa sähkösaostuksessa käytetään vesiliukoisia kalvonmuodostajia, jotka muodostavat dissosiaatiossa polykationeja, jotka sisältävät aminoryhmiä. Vuorovaikutuksessa happojen kanssa ne saavat polyelektrolyyttien ominaisuudet ja liukenevat veteen. Tämän seurauksena muodostuu RX + Z‾-tyypin yhdisteitä, joissa RX + on polykationi (oligomeerin kalvon muodostava osa ja Z‾ on vastaavan hapon anioni (useimmiten se on muurahais- tai etikkahappo). Alkalisessa katoditilassa ne menettävät vesiliukoisuutensa ja kerrostuvat katodituotteelle sakan muodossa -R 2 -NH -R 2 (NH 2+ ) + OH - → -R 2 -NH ↓ + H 2 O Ilmoitettujen prosessien ohella metallioksidien katodinen pelkistys on mahdollista liuoksessa olevien hydroniumionien vuoksi: MeO + 2H 3 O + + 2e - ↔ Me + 3H 2 O.
Erityisesti raudan, alumiinin, kuparin ja nikkelin oksidit ovat alttiina pelkistymiselle. Näin ollen, toisin kuin anodisessa prosessissa, katodinen prosessi ei liuota metallia ja sen fosfaatteja (jos pinta on esifosfatoitu ) ; kalvonmuodostajien hapettuminen on myös suljettu pois. Membraaniprosessien (elektrodialyysi ja ultrasuodatus) käytön ansiosta värjäysteknologiassa varmistetaan käytännössä jätteetön värjäyssykli. Tällä menetelmällä saatujen pinnoitteiden korroosiosuojaus on niiden muodostumisen aikana tapahtuvien fysikaalis-kemiallisten prosessien erityispiirteiden vuoksi korkein paksuusyksikköä kohden. Siten nykyaikaisten maalien ja lakkojen pohjalta fosfatoidulle pinnalle saadun 20 mikronin pinnoitteen suolankesto on jopa 2000 tuntia suolasumukammiossa. Siksi tämä menetelmä on löytänyt sovelluksen ennen kaikkea korroosionkestävän pinnoitteen aikaansaamiseksi. Tällä menetelmällä pohjustetaan tällä hetkellä kaikkien maailmassa valmistettujen henkilöautojen rungot. Sitä käytetään myös kuorma-autojen, linja-autojen runkojen pohjamaalaukseen sekä yksikerroksisten pinnoitteiden aikaansaamiseen varaosille, pyörälevyille ja muille tuotteille.
Kvasnikov M.Yu., Krylova I.A. . Väritys galvanoimalla vuosisadan vaihteessa. Osa I //Maalit ja lakat ja niiden käyttö. 2001, nro 4. P.10-15