Очистка ну очень грязного текстолита до блеска и красноты (28.09.2016).

" title="Написать письмо">Написать письмо

Статьи по разделам

Статьи по дате (многие всегда актуальны)

Испытано на себе

Творчество

Прочие разделы

Вечно актуальные статьи

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 1951
Просмотры материалов : 7076380

Очистка ну очень грязного текстолита до блеска и красноты (28.09.2016).

2016 - Сентябрь

30.09.2016 19:35

Save & Share

← Омеднение черных металлов без электролиза (25.09.2016).

Так сложилось, что достать текстолит сложно и дорого. Если ситуация с макетными платами легко исправляется покупкой на алиэкспрессе 90x150мм по 27 рублей и 50x70мм по 8 рублей - то с текстолитом проблема остается. И вот, попался на глаза огромный кусок двустороннего текстолита: почти ровного - но очень сильно окисленного и загрязненного. Надо чистить...

Классическим способом является шкурка - и драить-драить-драить до блеска:
- 2 квадратных метра двустороннего текстолита драить на карачках;
- дышать пылью (порошки меди и ее оксидов токсичны, как растворы ацетатов, цитратов, купороса и т.д.);
- чихать, убираться потом, стирать одежду.
Ну уж нет. Химия спасет меня.

Особенность металла перед его оксидами является то, что оксиды при воздействии кислот растворяются быстрее. В школе объясняли это, рисовали объемные молекулы - это благополучно было забыто, а сама мысль осталась. Чтобы металл ну совсем не растворялся, к кислотам добавляют ингибиторы коррозии: к примеру, для серной кислоты это картофельная ботва, уротропин, гидразин, сульфаминовая кислота.

Итак, было проведено 4 эксперимента стравливания грязи и оксидов:
- водный раствор хлорного железа 40%. Токсичное, вонючее (один стаканчик развонялся на комнату 192м³). Показало самый неэффективный результат за час. Если бы знал, что хлорное железо есть самый худший из вариантов травления - не изучал бы его ранее; но тогда на безрыбье знаний и рак был рыбой;
- водный раствор перекиси водорода 3%, лимонной кислоты и соли. Запах есть, но не сильный. Снимает и грязь, и оксиды за минут 30 (температура раствора ниже: перекись из холодильника);
- водный раствор серной кислоты 37% (автомобильный электролит). Запаха нет. Очень мягко снял окислы за минут 20 - но грязь осталась и не поддавалась протирке даже спустя еще 20 минут замачивания;
- водный раствор серной кислоты 37% и перекиси водорода 3% в пропорциях 1:1. Снимает и грязь, и окислы почти без запаха за 10-15 минут - грязь сама отлипает и болтается на кромке жидкости. Остатки стираются тряпочкой или бумажным платком после промывки водой.

На фото первые 3 образца без промывки (снизу кусок эталонного текстолита, справа - исходного). Четвертый образец не отличается от второго - не показан.

Из всех представленных реакций на текущий момент были неизвестны две:
- H₂SO₄ + Cu = CuSO₄ + H₂. H₂SO₄ + органика = хаотичное семейство реакций. Протекают медленно, не токсичны для дыхания ввиду малого газовыделения;
- H₂SO₄ + H₂O₂ = нет реакции, пока не доложится металл. H₂O₂ выступает в роли катализатора и пожирателя жира и грязи в кислоте; расщепляясь в конечном итоге на кислород и воду. В итоге реакции, написанные в предыдущем пункте, ускоряются раз в 10 (раствор слабо голубеет из-за повышающегося содержания CuSO₄). Если же в данный бульон добавлять не медь и ее оксиды, а оксиды металлов, стоящих сильно левее водорода в ряду электрохимических потенциалов, - реакция сильно ускоряется и возможен взрыв (автокаталитическая реакция). При этом выделяется много тепла, и самый быстрый вариант замедлить реакцию - добавить холодную воду. Наверно, с литием будет полный атас.

Итог: лучший способ - электролит с перекисью еще из-за одной причины. Цитраты, образующиеся в растворе лимонной кислоты, мешают травлению. Поэтому каждые 5-10 минут нужно либо раствор взболтать, либо по всей поверхности чем-то пройтись. С серной кислотой этого не нужно: как понял, медный купорос равномерно набирает концентрацию в растворе - нет факторов замедления очищения.

Нет, не итог! Электролит с перекисью используется именно для травления плат. Зачем травить медный слой лишний раз? Нужно разделить смесь: перекись отдельно, электролит отдельно. Тогда сначала перекись пожрет весь жир и прочую органическую грязь - а электролит примется уже за очищенный оксид меди и быстренько его стравит. Разрушение же самой меди будет медленным из-за отсутствия катализатора.
Дома на батарее уже 3-и сутки стоит бутылка с электролитом и медью. Так и плавает медь в электролите, даже при температуре 36 градусов, - и субъективно не растворяется вообще. Попробовал... и обломался: не работает должным образом. Кислота работает, а перекись нет - провал.

Но и это еще не все. 5л электролита стоит 150 рублей. 5л перекиси водорода стоит 500 рублей. Дороговаты пропорции 1:1. А вдруг 3:1 - и все будет отлично? А вдруг это будет правильнее?

А еще предпринял попытку омеднения ржавого металлического винта времен СССР в том самом растворе, в котором очищался двойной текстолит 100x150мм. Раствор был слабо голубоватым. Но винт оказался с оцинковкой - в итоге начал выделяться газ, и в комнате запахло апельсинами. Происхождение запаха никто объяснить не смог. Омеднение произошло, но на винте не держалось. Хотя, до железа тоже добралось: раствор начал зеленеть (железный купорос).

Но и это не конец словесного поноса! Пусть текстолит очищен, высушен. На него тут же можно применить ЛУТ и засунуть травиться обратно в этот самый раствор! Неизвестно, сохраняется ли раствор долгое время. Медный купорос с серной кислотой дружит, но перекись все спокойно может испортить. Да и есть вероятность, что именно она испортила омеднение, когда до железа винт доело: слишком быстрая перфорация.

О слое окислов меди: его толщина неравномерна - на плате сначала видны и чистые, и грязные участки. О воде: при промывке очищенной платы неясно, нужен ли дистиллят или водопроводная пойдет (на работе вода грязная - в итоге после высыхания текстолит был немного с разводами четко в тех местах, где воды высохло больше). Об удобности травления одной стороны текстолита: вторую сторону заклеить скотчем, включая грани. Об удобности травления двух сторон: либо переворачивать объект каждые 5 минут, либо подвесить его при помощи нейтрального фиксатора (к примеру, пластиковые винты; за них же держаться и при извлечении, и при сушке - никаких жирных пятен от пальцев).

(добавлено 02.10.2016) Действительно, пропорции 1:1 являются наиболее приближенные к критической отметке, и количество перекиси нужно уменьшить. При попытке сделать пропорции 1:1.5 и опускании туда железа - получил бурную реакцию не только с выделением газа, но и паров электролита. Причем аэрозоль серной кислоты с перекисью был виден как белый дым, поднимающийся даже с вытащенного железа.
...выпученные глаза, противогаз, проветривание кухни, нашатырь; потому что аэрозоль даже на расстоянии вытянутой руки сразу начинает бить по легким (но не по глазам, странно). Аммиак - лишнее; обычная страховка.

Летчик-испытатель всегда много больше рискует, чем обычный летчик. С химией то же самое...

Электролит без перекиси идеально подходит для снятия окислов, если текстолит чистый.

(добавлено 04.10.2016) Для приготовления ~1л электролита 37% (плотностью 1.27г/м³) требуется 855г/855мл воды и 274мл/503г серной кислоты. Данная пропорция проста: воду гораздо проще переливать из емкости в емкость, чем серную кислоту. В итоге вода переливается на весы, затем в тару - а потом в воду вливается кислота: половина литровой бутылки. Еще раз подчеркиваю, что выделение теплоты просто адское - либо вливать медленно, либо саму тару поместить в холодную/ледяную воду; и сама тара должна быть толстая и из технического полиэтилена. Потому что технический полипропилен разрушается при 60 градусах - а внутри бутылки будет отнюдь не 60. Создал электролит плотностью ~43% - температура внутри, по обжигающему состоянию тары, была более 100 градусов. Кипения не происходит из-за особенности электролита: вода кипит при 100 градусах, кислота примерно при 339 градусов. Вливать кислоту лучше через стеклянную воронку, чтобы исключить выделение паров электролита из толстого горла тары.

Раствор электролита с перекисью (~55руб/л) дешевле раствора лимонной кислоты с перекисью (~144руб/л).

(добавлено 06.10.2016) Начинается... и не заметил, как перестал использовать противогаз при новых реагентах или пропорциях известных реагентов. Реакция от 02.10.2016 мозг обратно вовремя вправила. При эксперименте с хлорным железом и ртутью с противогазом с патроном марки "Г1" не расставался.

(добавлено 07.10.2016) Удобно то, что раствор электролита с перекисью не требует длительного перемешивания, нежели лимонная кислота с солью.

(добавлено 17.10.2016) Когда стравил железо лимонной кислотой и окунал в емкость с водой - опустил его в раствор пищевой соды. Было легкое шипение, мгновенно прекращающееся после погружения железа. Значит, купание железа в воде не избавляет его от остатков лимонной кислоты - и нужно его удалять содовым раствором. С серной кислотой и текстолитом то же самое: чтобы процесс травления после очистки текстолита шел нормально (сильное вплавление тонера в медь), рекомендуется окунать текстолит не много раз в воду, а 1 раз в слабый раствор пищевой соды - а потом можно будет 1 раз окунуть в воду или струей пройтись.

Если бы серная кислота была концентрированная - с медью протекала бы другая реакция: Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + H₂O.

(добавлено 20.10.2016) Кажется, не получается уменьшить пропорции ниже, чем 2:1. Почти перестает растворяться жир; а он и так плохо растворяется. Органическая грязь - да, сходит; а с жирными пальцами - проблематично. Нужно еще поэкспериментировать потом. Может, перекись нагреть надо до комнатной температуры - и только потом заливать. В стакане раствор крайне медленно реагирует с машинным маслом.

Модернизация алгоритма споласкивания платы после травления: сначала окунать в воду (уйдет большое количество кислоты), потом в раствор пищевой соды (нейтрализуются остатки кислоты), потом еще раз в воду (убрать вероятный осадок от предыдущей реакции), тут же посушить холодным воздухом. Посушил горячим без макания в соду - окислы пошли.

Электролит плотностью 1.21г/мл справляется с травлением дольше, чем стандартный 1.31г/мл, причем намного.

Психологический момент: в первые 5-10 минут травления кажется, что травление не идет - а оно идет-таки. В целом, именно траление в таком растворе без подогрева долгое, а подогревать боязно. Это и плюс и минус: значит, именно для очистки меди от окислов и грязи нет опасности передержать медь в растворе.

Советский текстолит - мощь. Мне не хватило раствора для вытравливания платы 100x200мм двусторонней: толщина меди очень большая.

Важно! Использовать перчатки: не оставлять жир от пальцев на очищенном текстолите. Иначе ЛУТ не пройдет.

(добавлено 23.10.2016) Как ни странно, электролит не растворяет бумагу при травлении, в отличие от концентрированной серной кислоты (если бумага не была удалена при ЛУТ и осталась тонким слоем). Она начинает отслаиваться, когда слой меди между текстолитом и бумагой истощается.

(добавлено 28.10.2016) Запах от электролита с перекисью появляется именно тогда, когда кладется медь. Выяснилось, что запах зависит напрямую от площади меди. Не знаю, SO₂ ли это - но по его описанию я должен был уже 100 раз отравиться, и симптомы там ну очень специфические. В общем, как обычно в ТБ по химии: есть запах - только с вытяжкой или на открытом балконе.

Теги:

Обновлено ( 10.05.2018 14:07 )

Статьи по разделам

Статьи по дате (многие всегда актуальны)

Испытано на себе

Творчество

Прочие разделы

Вечно актуальные статьи

Статистика

Последние теги

Самые популярные теги

Самые читаемые теги

Случайные теги

Последние новости