Untersuchungen zum Abbauverhalten von Polyethylenglykol in galvanischen Elektrolyten

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde das Abbauverhalten von Polyethylenglykol (PEG) in galvanischen Elektrolyten untersucht. PEG 6000 wird bei der galvanischen Abscheidung von Chrom-Zink-Legierungen zugesetzt und es hat sich gezeigt, daß dieses Polymer bei der Elektrolyse abgebaut wird und die gebildeten Abbauprodukte die Anode angreifen. Ziel der Arbeit war es, die Abbauprodukte zu identifizieren und den Einfluß von Prozeßparametern wie Temperatur, Stromdichte und Zeit zu ermitteln. Im ersten Teil der Arbeit wurde eine Modellmischung von oligomeren und polymeren Glykolen (Kettenlängen n=1-136) und niedermolekularen Carbonsäuren mittels DC, GPC, RP HPLC ELSD, GC FID und GC MS untersucht. Eine Direktanalyse der Abbauprodukten in galvanischen Bädern war mittels TOC möglich. Da die Elektrolyte auf Grund der hohen Metallsalzkonzentration und des niedrigen pH chromatographisch nicht direkt analysierbar waren, wurden verschiedene Methoden zur Isolierung der Abbauprodukte aus den galvanischen Bädern untersucht. Einerseits wurden die Bäder neutralisiert und die Metallsalze durch Filtration bzw.<br />Zentrifugieren abgetrennt, andererseits wurden alle Salze durch THF Extraktion des bei der Neutralisation gebildeten Niederschlags und des Rückstandes nach Abdampfen der wäßrigen Phase entfernt. Außerdem wurde eine Flüssig-Flüssig-Extraktion mit Methylenchlorid ohne vorherige Neutralisation durchgeführt, was sich als die beste Methode herausstellte. Bei der Untersuchung gebrauchter Bäder aus einer galvanischen Metallabscheidung im Labormaßstab und einer Versuchsanlage zur Bandbeschichtung von Stahlblechen wurde festgestellt, daß PEG in den Elektrolyten thermisch instabil ist und zu Kettenabbau neigt. Bei Stromfluß wird der Abbau verstärkt, wobei vor allem an der Anode leicht flüchtige Verbindungen wie Methanol, Ethanol, Acetaldehyd und Kohlendioxid entstehen. Aufgrund der identifizierten Abbauprodukte konnten Rückschlüsse auf den Abbaumechanismus gezogen werden.