電子電鍍添加劑的分子設計

張磊

摘 要：文章通過對當前電子電鍍添加劑的研究方法的具體介紹，指出了現階段研究的成果和不足。并探索出了更為科學和先進的設計方法，從分子設計角度上詳細闡述了添加劑的構成以及設計結構與成品效果的聯系，進一步強調了以合理科學的方法進行電子電鍍添加劑分子結構設計的重要性和必要性。

關鍵詞：電子電鍍；分子設計；合成

中圖分類號：TQ153.13文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

隨著科學技術的不斷發展，電子電鍍技術也更為成熟和先進。在電子電鍍過程中最為普遍和重要的類型就是錫金屬及錫合金的電鍍，其應用廣泛的存在于工業產品的加工制作中。在無添加劑的情況下，鍍錫所獲得的成果并不完美，加工品基本是粗糙和松散的，這是因為鍍錫的過程中存在較快的化學反應速度、較大的電流、較低的電壓，因此想要成功的鍍錫離不開添加劑的使用。

1添加劑的設計方法

將添加劑的分子結構按照其各部分的特征、功能進行合理的分組設計，再規劃每個比分的具體形態和構成。這種有針對性和適用性的方法是值得考慮并采用的。不同的種類、形態、范疇使得添加劑分類的方法也千差萬別，現階段還沒有任何規范、完善的方法來對添加劑的組成進行劃分、歸類。目前主要有光亮劑、加速劑、整平劑等常見的添加劑，鍍錫使用的添加劑應屬于光亮劑、抗氧化劑這一類型[1]。只有全面地了解使用添加劑物質的具體性能才能更完美地設計出添加劑的結構。目前也有一些中間體來進行專業的添加劑生產，并已初具規模形成了完整的產業鏈。但針對鍍錫添加劑的中間體只占很小一部分，大部分都是其他金屬的項目。因此，研究分組功能是非常重要的，在制定可供選擇的添加劑類型之前，先構建一個涵蓋了不同性能的基礎組成的規劃藍圖，制定完成后，對單個類型的添加劑行進考核，最后將對單體研究的內容融入到對多種類型性能的研究中。完成了這些基礎研究后，就可以著手開始構建添加劑分子結構的設計體系[2]。

2 添加劑的制配方法

添加劑可以通過對電沉積的過程及電沉積的質量進行合理的調控來實現對物質形態、大小、構成、性能的控制。而物質的外貌形態往往會影響沉積層的質量，因此使用添加劑對其加以控制是必不可少的。工業生產中對沉積層性質的要求在不斷提高，因此添加劑的功效也應該日益強大，電子電鍍添加劑的分子設計也應更加完善。目前主要采用的是用構成基礎部分的分子結構嘗試拼湊或將分子結構組合起來進行篩選的方法[3]。這樣的方法并不合理，很大程度上使工作更加復雜、冗余，也無法保證添加劑的性能，這樣就大大降低了工作效率。

添加劑組分的合成和組分間的混合是添加劑制配的兩個主要組成部分。添加劑作為一種具有配方性的產品，絕大多數情況下，其制配與多種組分的混合是密不可分的，只有把各組分更好地協調、配合起來，使各組分互相影響、互相作用，才能使制配好的添加劑性能更加優良。

3 添加劑的考核方法

研發添加劑的過程非常復雜、繁瑣，新研發的添加劑在實際應用到工業生產中之前，必須針對其特點和性能進行規范的、全面的、完善的評估與考核。不僅要在實驗室對其理論上的可行性進行考核，更要在工廠器械中對其實際上的適用性和在特殊情況下會出現的各種問題進行觀察和考核。以下內容是考核中應該具備的項目：添加劑的的物理性質、電鍍液體的物理性質、電鍍液體的性能、電鍍層的外觀形態和性能、添加劑抗老化的功能等。結合考核的結果，對其進行進一步的分析、討論，對添加劑設計的具體參數進行相應合理地調整，并建立一個按這種模式運行的考核體系，今后對添加劑的考核都嚴格按照這些步驟來進行。

4 添加劑的分子結構設計

生產出具有優質性能的產品是涉及添加劑的主要目標。現實際工作中，添加劑的種類、性能繁多復雜，不同添加劑對不同電鍍也會產生不同的作用。添加劑具有優質的性能是對其設計的最主要要求。如，要使工業產品具有良好的外觀、堅韌的硬度、較強的可焊性和密度等；同時，也要使電鍍液具有較強的平整能力和覆蓋能力、較快的沉積、較好的電流效率等。普遍情況下，電鍍添加劑都是多種性能分子結構的整合體，各種分子結構間相互聯系、相互影響。其性能是對個分子結構整合的結果，與單個結構的性能是不同的。添加劑的能效受到許多狀況的影響，存在著很大的復雜性，設計時往往采用經驗性的、模糊性的方法，這使得添加劑設計的目標難以達成。

添加劑的效果主要表現在電極表面的分子結構的各種表現及化學反映情況。添加劑的性質是由其分子構成決定的。分子大小、官能團結構、鄰近基團、和碳架結構等是影響分子結構特性的主要因素。一定要從分子水平的角度，全面探索分子結構和產生不同化學反應的聯系，必須從分子水平上系統地研究分子結構與電化學性能之間的關系，研究產生這種化學反應的原理。通過對分子結構的不同作用引起添加劑性能的變化的研究，實現對分子結構影響化學性質的深入理解與認識，更好的優化添加劑的設計。

然而，現階段對電鍍添加劑設計的方法還是過于經驗化，無論是在思想上還是研發過程中都存在著一定的局限性，從分子水平的角度來設計的方法也只是理論上的構想。因此，對添加劑的分子設計進行更全面、更深入的討論與探索是十分重要的，這樣才能為構建更合理、更全面的添加劑設計方法和體系。結合當前情況，在進行添加劑的分子設計時，應該盡可能地運用分子結構發生各種化學反應的理論知識和信息，進一步對分子構成與添加劑性能之間存在的關系和規律進行探索，結合分子結構的研究成果，設計規劃出添加劑的分子結構。

5 結束語

電子電鍍添加劑的研發、設計、使用、作用過程十分復雜，影響這些部分的因素很多，對這些因素所造成的影響目前還并沒有相關的解決方案以及系統的理論解釋。但只要能按照前文中所描述的各階段的方法來工作，就能很大程度上保證添加劑具有良好的性能。同時，不斷完善電子電鍍添加劑設計的理論基礎和操作能力，努力轉變為從分子水平來進行設計工作，設計出的添加劑就會日趨完美，該行業的發展也會更加迅速，進而促進我國工業水平的提高。

參考文獻

[1]賀巖峰，王鶴坤，劉鶴等.基體表面性質對引線框架上無鉛鍍錫層的影響[J].電鍍與環保，2011（2）：1-4

[2]沈品華.現代電鍍手冊（上冊）[M].北京：機械工業出版社，2010（4）：21-35

[3]賀巖峰，張瑩瑩，高學朋等.電子電鍍添加劑的分子設計[J].電鍍與涂飾，2012（2）：1-5