О КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИИ В ПРОЦЕССАХ ХИМИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ ИЗ СОДЕРЖАЩИХ ПОЛИВИНИЛПИРРОЛИДОН РАСТВОРОВ
Аннотация
Формирование композиционных полифункциональных покрытий с медной матрицей методом химического осаждения – эффективный способ модификации поверхности металлов и неметаллов и повышения скорости осаждения покрытий. Поэтому важным является ясное представление о том, что комплексные соединения меди образуются в ходе химического осаждения покрытий и включаются в состав покрытий. В ходе работы методами термогравиметрического анализа и ИК-спектроскопии исследованы композиционные покрытия с медной матрицей, осаждённые из растворов, содержащих сульфат меди и поливинилпирролидон (ПВП), представлены также результаты термогравиметрии и ИК-спектроскопии этих компонентов. Образцы композиционных покрытий для ИК-спектроскопии получали в виде суспензии покрытий в вазелиновом масле. Осаждённые покрытия соскабливали с подложки, затем перетирали в агатовой ступке с вазелиновым маслом до получения стабильной не расслаивающейся суспензии, эти суспензии подвергали анализу. Образцы для термогравиметрии, содержащие сульфат меди и ПВП, получали смешением порошков этих компонентов. Получены следующие доказательства взаимодействия в системе ПВП – сульфат меди с образованием комплекса ПВП – медь и включения этого комплекса в покрытие. Установлены отличия термогравиметрических кривых смеси CuSO4∙5H2O и ПВП, состоящие в повышении температуры размягчения полимерного вещества на 30 ... 35 °С по отношению к температуре размягчения ПВП, появлению эндотермического процесса, видимо, связанного с взаимодействием ПВП с медью, и повышении термической устойчивости полимерной составляющей системы на 50-60 °С, что также может быть результатом образования комплекса ПВП – медь. Представлена предполагаемая структура данного комплекса, которая отражает результаты анализа ИК-спектрограмм композиционных покрытий. ИК спектры имеют полосы поглощения с волновыми числами, соответствующим валентным колебаниям связей C–H в ароматическом кольце ПВП, валентным колебаниям группы – CH2– и связи C–N, также характерными для ПВП. Это свидетельствует о присутствие в покрытии ПВП или его комплексного соединения. В спектрах покрытий присутствуют полосы поглощения в интервале 1750-1250 см–1 , которые соответствуют валентным колебаниям связи C=O в ароматической части соединения ПВП, в частности, в составе группы –CONHR, но смещены примерно на 50 см–1 по отношению к тем же полосам на спектрах раствора ПВП. Такое смещение характерно для комплексных соединений ПВП–медь, вызвано деформацией связи C=O, которое происходит при образовании дополнительной связи атомов кислорода и меди: C=O∙∙∙Cu, и свидетельствует о присутствии таких комплексов в покрытии.
Для цитирования:
Сербиновский М.Ю., Васильева Н.А., Попова О.В. О комплексообразовании в процессах химического меднения из содержащих поливинилпирролидон растворов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 26-32.
Литература
Vishenkov S.A. Chemical and electrochemical methods of depositing metal coatings. M.: Mashinostroyeniye. 1975. 312 p. (in Russian).
Uma Rani R., Sharma A.K., Minu C., Poornima G., Tejaswi S. Studies on black electroless nickel coatings on titanium alloys for spacecraft thermal control applications. J. Appl. Electrochem. 2010. V. 40. N 2. P. 333-339. DOI: 10.1007/s10800-009-9980-5.
Loginov V.T., Derlugyan P.D. Chemical design of antifrictional wear-resistant composites and their production in a Special de-sign technological bureau «Orion». Inzhenernyiy vestnik Dona. 2007. N 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2007/46 (in Russian).
Derlugyan F.P., Shcherbakov I.N. Substantiation of the process of obtaining anti-friction self-lubricating composite materials with desired specifications by chemical nanoconstructing Engineering. Inzhenernyiy vestnik Dona. 2010. N 4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2010/287 (in Russian).
Burkat G.К., Fujimura Т., Dolmatov V.Yu., Orlova E.A., Veretennikova M.V. Preparation of composite electrochemical nickel–diamond and iron–diamond coatings in the presence of detonation synthesis nanodiamonds. Diamond and Related Materi-als. 2005. V. 14. N 11-12. P. 1761-1764. DOI: 10.1016/j.diamond.2005.08.004.
Kuzharov A.S. Complexation at friction in a selective transfer mode. Vestnik mashinostroyeniya. 1990. N 9. P. 27-30 (in Russian).
Ostroushko A.A., Pimenov D.A., Mironova N.V., Ostroushko I.P., Petrov A.N. RF Patent N 2048617. 1992 (in Russian).
Danyushina G.A., Loginov V.T., Levintsev V.A., Ignatenko N.L., Otych N.A., Sal'kova T.S., Derlugyan I.D. RF Patent N 2263158. 2004 (in Russian).
Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Islyaikin M.K. Acid-base interactions and complex formation while recovering copper (II) ions from aqueous solutions using cellulose adsorbent in the presence of polyvinylpyrrolidone. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2012. V. 86. N 12. P. 1836-1846. DOI: 10.1134/S0036024412120199.
Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Odintsova O.I., Krotova M.N. RF Patent N 2351543. 2007 (in Russian).
Otych N.A., Serbinovskiy M.Yu., Danyushina G.A., Ignatenko N.L. RF Patent N 2283895. 2005 (in Russian).
Danyushina G.A., Loginov V.T., Levintsev V.A., Derlugyan P.D, Ignatenko N.L., Otych N.A. RF Patent N 2287612. 2005 (in Russian).
Sidel'kovskaya F.P. Chemistry of N-vinylpyrrolidone and Polymers. M.: Nauka. 1970. 150 p. (in Russian).
Gordon A., Ford R. Handbook of chemist: physico-chemical properties, methods, bibliography. M.: Mir. 1976. 542 p. (in Russian).
Berg L.G., Burmistrova N.P. Practical Guide on Thermography. Kazan': Izd-vo Kazanskogo un-ta. 1976. 221 p. (in Russian).
