수정 니켈도금 첨가제의 반응

^ Electrolytic Nickel Plating Additives

광택 니켈도금은 장식용 도금 등으로 많이 이용되고 있으며, 첨가제는 사카린ㆍ나프타렌설폰산소다 등의 유황을 가진 1차 광택제와 부틴디올ㆍ프로파길알코올ㆍ쿠마린 등의 2차 광택제로 부르는 불포화 알코올류로 조성되어 있다.

이 2개의 성분을 기초로 레벨링이 좋은 니켈도금을 만들 수 있다.

이들 광택 첨가제는 1930년 대에 개발되어 1960년 대 이후 급속히 니켈도금이 보급되는 등 이들의 작용 연구에 관하여 상세한 검토도 진행되었다.

수정 1차광택제 사카린의 반응

• Ni 노출면 위로 -SO₃^- 기가 흡착되고 수소첨가 탈황반응이 일어나, NiS 를 도금 피막중에 형성한다. (사카린의 탈 유화반응)
  C₆H₄CONHSO₂ / Ni + 6H⁺ + 6e^- → C₆H₅CONH₂ + NiS ↓ + 2 H₂O

• 불포화 결합이 포함된 도금표면에 Ni₂⁺ OH^- 로 배위되어 수소화를 수반한다. (전이금속에 의한 촉매형 물부가)
  C₆H₄CONHSO₂ / NiOH⁺ / Ni + 6H⁺ + 6e^- → ⌬-(CH₃)(SO₂NH₂) + NiOH⁺ / Ni + H₂O

• 첨가제의 도금표면에 흡착은 랭크뮤어형 흡착 등온식에 따라, ㏗ 가 높은 촉매형 물 부가반응 및 -SO₃- 기의 흡착에 의한 NiS 생성을 촉진한다. 어느 쪽이라도 첨가제의 소모 속도는 표면의 흡착반응에 의존하며, 첨가제 농도의 의존성은 약하다.

수정 2-부틴-1,4-디올 등

2차 광택제도 도금 표면에 수소첨가 반응에 따라 분해한다.

㏗ 3 이상에서는 흡착형 수소첨가 반응에 따라 부틴 등의 반응이 일어나나, ㏗ 4~5 에서는 전이금속 배위형 수소 첨가반응에 따라 부틴디올로 정지한다.

흡착형 수소 첨가반응 (㏗ 3 이하)

HOCH₂C ≡ CCH₂OH  + 8H⁺ + 8e ^- ↔ CH₃CH₂CH₂CH₃ + 2H₂O

전이금속 배위형 수소 첨가반 응 (㏗ 4 이상)

HOCH2C ≡ CCH₂OH + 4H⁺ + 8e^- ↔ HOCH₂CH₂CH₂CH₂OH + 2H₂O

수정 2차광택제의 물 부가 반응

가역적으로 상당히 빠른 반응이며, 소모 속도는 첨가제의 표면의 확산 속도에 의존한다.

2차광택제의 부틴디올에 관하여 그 첨가 농도와 소모속도는 반응속도가 첨가제의 도금표면의 확산속도에 의존하는 것을 알수 있다.

• 기존에 서술한 바와 같이 도금 표면의 레벨링 작용만이 아니라, 도금 제품의 형상 제어까지 가능하다. 특히 도금액을 순환하면, 확산층의 두께 제어가 가능하여, 도금두께의 변화를 조정할 수 있다.

• 액의 흐름이 빠른경우는 첨가제의 반응이 촉진되어 도금속도가 떨어진다. 액의 흐름이 늦으면 도금속도가 증가한다. 이를 이용하여 예로부터 나염 인쇄용의 그물망 롤러의 도금에 사용되고 있다. 이 롤러는 두꺼운 도금을 하여도 그물망의 눈이 작아지지 않고 유지할 수 있다.

• 최근에는 횡방향의 생성을 억제하여 凸형의 석출물을 형성하는 소형 IC 푸로브키트 등에 이용한다.

수정 참고

• 광택제
• 도금광택제
• 니켈도금 광택제
• 니켈도금
• 전기도금
• BOZㆍPAㆍPMEㆍDEPㆍPPSOH