CC BY
125
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 547.51/621.357.6
А. И. Абилхаиров, Е. Г. Гилажов, Б. И. Куанышев
ПОЛУЧЕНИЕ БЛЕСКООБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ БЛЕСТЯЩЕГО НИКЕЛИРОВАНИЯ
Развитие народного хозяйства в значительной степени определяется объемами производства металлов и сплавов, которые являются основными материалами для создания различного оборудования, машин, приборов, строительных конструкций, товаров широкого потребления и т. д. Большая роль в повышении качества, надежности и долговечности изделий принадлежит гальваническим покрытиям, которые защищают металлы и сплавы от коррозии. Как известно, при защитно-декоративной отделке деталей широко применяются блестящие и зеркальные никелевые покрытия, получаемые непосредственно из электролитов с блескообразующими добавками [1].
В настоящее время около 80 % всех никелевых покрытий получают блестящими непосредственно из гальванических ванн. Такие покрытия применяют в качестве защитнодекоративных. Блестящее никелирование по сравнению с матовым имеет ряд преимуществ:
- становится ненужной трудоемкая операция механического полирования и устраняется опасность прополирования покрытий;
- сокращается расход никеля, т. к. при механическом глянцевании на углах, кромках и ребрах деталей снимается верхний слой покрытия толщиной 2-3 мкм;
- сокращается число технологических операций и создаются условия для автоматизации всего технологического цикла.
В качестве блескообразователей к электролитам электрохимического осаждения никеля могут быть применены очень разнообразные органические соединения, такие как дигидрохло-рид-(2-бензилоксипропан), полимерные продукты поликонденсации формальдегида с азот-и серосодержащими соединениями, бензилсульфонил-2-тиофен сульфониламид, 1,1,6-тригидротетрафторпентанол, гетероциклические аммониевые соли, цитраты и глюконаты натрия, сульфопроизводные этиленгликоля, сульфо-, амино- и карбоксипроизводные ацетиленовых соединений [1-3].
Несмотря на многочисленность органических блескообразователей, до проведения нашего исследования не было известно аминопроизводных метакрилового эфира этинилциклогекса-нола. Мы предположили, что соединения, содержащие аминные, алкеновые и ацетиленовые группы, могут быть органическими блескообразователями блестящего никелирования.
С целью разработки способа получения новых органических блескообразователей блестящего никелирования нами синтезировано ранее не известное органическое соединение -аминопроизводное 1-метакрилокси-1-пропилциклогексана общей формулы (1) путем нагревания смеси 1-метакрилокси-1-этинилциклогексана с диалкиламином и параформом в среде диок-сана в присутствии однохлористой меди при температуре 75-80 °С в течение 2,5-3 часов при мольном соотношении сложный эфир : вторичный амин : параформ - 1 : 1 : 1.
где Rl=R2=-СН3, -С2Н5, -СН2-С=СН2, N - пиперидил.
Строение синтезированных соединений установлено химическими и физико-химическими методами.
Полученные диалкиламинопроизводные 1-метакрилоилоксициклогексана были испытаны в качестве бескообразователей при блестящем никелировании на пластинках из стали марки Ст. 3. Для получения блестящего никелевого покрытия использовали электролит следующего состава, г:
Сернокислый никель...................................................................................240
Хлористый никель..................................................................................... 40
Борная кислота.......................................................................................40
Блескообразователь...................................................................................0,15-0,3
Вода.................................................................................................до 1 л
Элекролиз проводят при катодной плотности тока 5 А/дм2, рН = 5,0 и температуре 50 °С.
Качественные характеристики блестящих никелевых покрытий при использовании аминопроизводных 1-метакрилоилокси-1-пропинилциклогексана в качестве блескообразователей в сравнении с таковыми известного промышленного блескообразователя - 1,4-бутиндиола представлены в таблице.
Сравнительная характеристика аминопроизводных 1-метакрилоилокси-1-пропинилциклогексана
1,4-бутиндиол
Блескообразователь Концентрация, г/л Толщина покрытия, мкм Пористость, пор/см2 Внешний вид осадка
1 -метакрилоилокси-1 -(3 -диметиламинопропин-1 -ил)циклогексан 0,2 12 2 Блестящий
1 -метакрилоилокси-1 -(3 -диэтиламинопропин-1 -ил)цилкогексан 0,15 12 2 Блестящий
1 -метакрилоилокси-1 -(3 -диаллиламинопропин-1 -ил)циклогексан 0,15 12 2 Блестящий
1 -метакрилоилокси-1 -^ -пиперидилпропин-1 -ил)циклогексан 0,2 12 3 Полублестящий
1,4-бутиндиол 0,3 12 3 Полублестящий
Как видно из таблицы, предлагаемые соединения общей формулы (1) даже при меньшем содержании эффективнее 1,4-бутиндиола. Свойство этих новых соединений как блескообразователей при блестящем никелировании защищено предпатентом Республики Казахстан [4].
Таким образом, синтезированные нами новые азотосодержащие производные 1-метакрилоилокси-1-пропинилциклогексана можно использовать в качестве блескообразовате-лей при блестящем никелировании.
Экспериментальная часть
Масс-спектры получены на приборе МХ-1303 при энергии ионизации 50 эВ с прямым вводом образца в источник ионов. Масс-1330 при энергии ионизации 70 эВ. Спектры ПМР записаны на приборе РЯ-2310 (60 МГц), внешний эталон ГМДС, растворитель СС14. ИК-спектры получены на приборе UR-20 в тонком слое.
1-метакрилоилокси-1-(3-диметиламинопропин-1-ил)циклогексан (1). В двухгорлой круглодонной колбе, снабженной обратным холодильником и термометром, нагревали в течение 3 часов при температуре 90 °С смесь 1,5 г (0,05 моль) параформа, 2,25 г (0,05 моль) диметиламина, 9,6 г (0,05 моль) 1-метакрилоилокси-1-этинилциклогексана, 0,001 г однохлористой меди и 25 мл 1,4-диоксана. После окончания реакции смесь охладили, отфильтровали, отогнали 1,4-диоксан. После разгонки оставшейся смеси в вакууме получили 8,49 г (68,2 % от теоретического) 1-метакрилоилокси-1-(3-диметиламинопропин-1-ил)циклогексана со следующими характеристиками:
Ткип = 140 °С (при 4 мм рт. ст.); п2£ = 1,4838; d]¡0 = 0,9769. Молекулярная рефракция: MRвычисл = = 72,872; МКнЯйден = 72,893. Элементный состав: вычисл., %: С - 72,41; Н - 9,34; N - 5,47; С15 Н23О2^ найден., %: С - 72,29; Н - 9,23; N - 5,62.
ИК-спектр V, см-1: 1 643(>С=СЩ, 1 725 (>С=О), 2 245 (-С=С-), 2 720, 2 776, 2 825 (-СН2- Ж). ПМР-спектр 5, м. д.: 1,02-1,71 м ОССН2СН2СН2СН2СШ, 1,81 с (С=ССЩ, 2,14 ^-N(№3)2), 3,14 с (-С=С-СН2-Ж), 5,36 и 6,10 (СН2=С<).
Масс-спектр m/z, %: 249(17,64), 180(8,80), 178(2,90), 165(2,90), 164(20,50), 163(100), 162(14,70), 152(2,90), 148(5,88), 136(2,90), 135(5,88), 134(11,76), 122(5,88), 121(11,76),
120(73,52), 119(8,80), 109(5,88), 108(5,88), 107(5,88), 106(5,88), 105(14,70), 98(8,80), 96(8,80),
95(2,90), 94(8,80), 93(14,70), 92(20,50), 91(20,50), 82(20,50), 81(8,80), 80(5,88), 79(11,76), 78(5,88), 72(2,90), 71(2,90), 70(5,88), 69(35,29), 68(2,90), 67(8,80), 66(4,40), 65(2,90), 59(2,90), 58(35,29), 57(4,40), 56(2,90), 55(8,80), 46(2,90), 45(4,40), 44(52,94), 43(4,40), 42(8,80), 41(32,35).
Аналогично условиям (1) получены:
1-метакрилоилокси-1-(3-диэтиламинопропин-1-ил)циклогексан (2). Тшп = 132 °С (при 3 мм рт. ст.); п2^ = 1,4806; d4^0 = 0,9760. Молекулярная рефракция: MRвЬIЧИCЛ = 80,872; МКнЯйден = 80,701. Элементный состав: вычисл., %: С - 73,78; Н - 9,90; N - 4,94; С17 Н^О^; найден., %: С - 73,64; Н - 9,74; N - 5,05.
1-метакрилоилокси-1-(3-диаллиламинопропин-1-ил)циклогексан (3). Ткип = 140 оС (при 2 мм рт. ст.); п2^ = 1,4925; d^í = 0,9656. Молекулярная рефракция: MRвЬЬШCJ1 = 90,508; МКняйден = 90,515. Элементный состав: вычисл., %: С - 75,75; Н - 8,97; N - 4,65; С^Н^О^; найден., %: С - 75,88; Н - 9,08; N - 4,50.
1-метакрилоилокси-1-(^пиперидинилпропин-1-ил)циклогексан (4). Ткип = 150 °С (при 2 мм рт. ст.); п2®= 1,4990; d^í = 1,2953. Молекулярная рефракция: MRвЬЬшCЛ = 65,506; МКняйден = 65,510. Элементный состав: вычисл., %: С - 74,74; Н - 9,34; N - 4,84; С^Н^О^; найден, %: С - 74,64; Н - 9,15; N - 5,52.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Досоян М. А., Пальмская И. А., Сахарова Е. В. Технология электрохимических покрытий. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. - 341 с.
2. Кудрявцов Н. Т. Электрохимические покрытия металлами. - М.: Химия, 1979. - 352 с.
3. Таран Л. А., Кешнер Т. Д. Получение блестящих никелевых покрытий в присутствии 2-окси-4,6-диметилпиримидина // Журнал прикладной химии. - 1983. - № 7. - С. 1551-1554.
4. Предпатент 3195 Республики Казахстан. Аминопроизводные 1-метакрилокси-1-пропинилциклогексана как блескообразователи при блестящем никелировании // Абилхаиров А. И., Гилажов Е. Г., Джакияев Г. М.; Опубл. 15.03.96. Бюл. № 1.
Статья поступила в редакцию 25.01.2008
GETTING OF BRIGHTENER FOR BRIGHT NICKELLING
Â. I. Abilkhairov, Е. G. Gilazhov, B. I. Kuanyshev
The corresponding amino derivatives are received from 1-methacryloilixy-and-1-acetenylcikohexane by Mannih‘s reaction. It is shown that these substances possess brilliance-forming properties in brilliant electrochemical nickelling.
Key words: cyclic acetylene alcohol, ester, amination, brightener, nickelling.
