界面活性剤が金属表面に吸着すると、界面活性剤の親水基も金属表面に吸着します。親水基の性質の違いにより、金属表面に物理的または化学的に吸着されます。金属表面へのさまざまな界面活性剤の吸着は、さまざまな吸着等温線に従います。界面活性剤の濃度が低いと金属表面に単分子吸着層が形成され、水溶液中で疎水性の非極性部分が撥水バリアを形成して金属表面を覆います。濃度が高い場合、疎水基の相互作用により金属表面に二層吸着膜が形成されます。界面活性剤の濃度を高めると、その抑制効率が向上します。濃度を高めて金属表面への飽和吸着に達すると良好な抑制効率を示します。一連の界面活性剤では、阻害効率は臨界ミセル濃度 CMC 付近で大きな値に達します。
疎水性長鎖アルキルが腐食抑制に及ぼす影響は複雑です。鎖長が短く、ヘテロ原子上のアルキル基が少ない場合、炭素鎖が長くなり、アルキル基が増えることで界面活性剤の腐食抑制効果が向上します。これは、金属表面への界面活性剤の吸着はヘテロ原子によってもたらされ、孤立電子対が金属表面の金属イオンと配位結合を形成するためです。アルキルは電子反発基です。炭素鎖とアルキルの成長により、電子反発効果が向上し、ヘテロ原子上の電子雲の密度が増加し、形成された配位結合がより安定になり、腐食抑制効率が向上します。しかし、炭素鎖が長すぎる界面活性剤は溶解度が低下するため、腐食性媒体中での濃度は飽和吸着に必要な濃度に達しません。したがって、ある鎖長に達した後、炭素原子の数がさらに増加すると、腐食抑制効率が低下します。
クロムめっきでは電流効率が非常に低い(10%～15%)ため、不溶性鉛陽極が使用されます。電源投入後、両極で大量の水素と酸素が発生し、有害なクロム酸煙が発生しやすく、環境を汚染し、作業者の健康を危険にさらし、機器の腐食を引き起こします。クロム霧の発生を抑制するために、クロムめっき液に少量のパーフルオロアルカンエーテルスルホン酸塩界面活性剤を添加することができます。クロムめっき時に溶液の表面に泡の層が形成され、クロムミストの流出が抑制され、作業者の健康が確保され、クロム酸の消費量が削減されます。
電気メッキに使用される界面活性剤は、電着プロセスにおいて直接的および間接的な役割を果たします。これらの役割の本質は、電極と溶液の界面にある有機化合物の界面活性剤です。科学技術の進歩に伴い、電着における界面活性剤の応用はさらに評価され、発展するでしょう。
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