www.mexanik.ru

ВВЕДЕНИЕ

Применение электрических полей для формирования новых материалов и изделий, и в особенности различных покрытий, непрерывно возрастает. Наряду с развитием такой традиционной области электротехнологии, как гальванотехника, все больше применения находят процессы, в которых исользуется воздействие электрического поля на диспергированные электрически заряженные материалы. Широкое распространение получила электроокраска- распыление и осаждение в электрическом поле жидких лакокрасочных материалов, а также метод напыления в электрическом поле порошкообразных материалов.

В последние годы все большее значение приобретают электрофоретическое осаждение и получение полимерных и неорганических покрытий из водных органических сред. Электрофорез- направленное дрижение заряженных частиц или макроионов при воздействии электрического поля в жидкости- был открыт более полутора веков назад, но его техническое применение, в частности для получения покрытий, началось только в 20-х годах текущего столетия. Однако ограниченный выбор полимеров (многие полимеры еще не были синтезированы), низкая устойчивость применяемых дисперстных систем (дисперсий) препятствовали широкому использованию электрофореза для получения покрытий.

Новый этап в использовании электрофореза- электрофоретический "взрыв"- связан с синтезом в 60-х годах особых пленкообразователей- полиэлектролитов. Высокая устойчивость таких систем, возможность синтеза как положительно, так и отрицательно заряженных пленкообразователей и, следовательно, их осаждение на катоде или аноде обусловили широкое распространение метода в автомобильной промышленности, сельхозмашиностроении и других отраслях народного хозяйства.

Процес формирования покрытий в электрическом поле из растворов полимерных (олигомерных) электролитов получил наименование метода электроосаждения, который можно рассматривать как разновидность электрофоретического метода.

К достоинствам электрофоретического метода можно отнести возможность получения равномерных по толщине покрытий на изделиях сложной конфигурации, резкое сокражение потерь материала, повышение скорости процесса и его автоматизации. Использование водных систем позволило улучшить условия труда и решить ряд экологических проблем.

В этот же периодбыл выполнен большой комплекс работ по созданию комбинированных электрохимических покрытий (КЭП), представляющих собой композицию из металлов, сплавов и диспергированных в них веществ (боридов, карбидов, нитридов, силицидов). В основе процесса формирования таких покрытий лежит сочетание электролитического выделения металлов с внедрением в них частиц неметаллов.

Совершенно новые перспективы открывает электрофоретический метод для получения композиционных покрытий на основе полимеров и совместно полимеров и металлов. Сочетание водорастворимых полиэлектролитов с нерастворимыми в воде полимерами путем их коллоидно-химического модифицирования дает возможность значительно повысить механические и защитные свойства покрытий и включить в электрофоретическую технологию широкий ассортимент полимеров.

Использование принципа совместного электрофоретического осаждения полимеров и электрохимического выделения коллоидных металлов привело к созданию нового вида покрытий- металлополимерных. Такие покрытия представляют собой гетерогенную систему, состоящую из полимерной среды и высокодисперстной металлической фазы, на границе котрой реализуется хемосррбционное взаимодействие. Это обусловливает ценный комплекс свойств металлополимеров, присущих как полимерам, так и металлам, - эластичность, высокую адгезею, электро- и теплопроводность и др. Особенно перспективно использование металлополимеров в качестве антикоррозийных покрытий, в которых защитные свойства полимеров дополняются протекторным или ингибирующим действием металлов; антифрикционных покрытий; покрытий с особыми электрическими и магнитными свойствами и т. д.

В книге впервые обобщены основные достижения последних лет в области исследования и создания электрофоретической технологии нанесения полимерных композиционных покрытий. Успешному развитию этого нового и перспективного направления в электротехнологии покрытий способствовали фундоментальне исследования в области коллоидной химии в последние годы. К их числу следует отнести создание теории поляризации двойного слоя и его кинетической модели; развитие теории устойчивости и коагуляции коллоидных систем в электрическом поле; предсказание и открытие ряда новых неравновесных электрокинетических явлений (диполофореза, диффузиофореза, нелинейного электрофореза). Результаты теоретических разработок способствовали глубокому изучению процессов электрофоретического транспорта частиц дисперстной фазы в разбавленных и концентрированных электролитах; поляризационного взаимодействия частиц в электрическом поле (электрокоагуляция); электрохимической коагуляции в диффузном слое, определяющих механизм формирования полимерных и металлополимерных покрытий.

Назад, на страницу описания