電子電鍍添加劑的分子設(shè)計

張磊

摘 要：文章通過對當(dāng)前電子電鍍添加劑的研究方法的具體介紹，指出了現(xiàn)階段研究的成果和不足。并探索出了更為科學(xué)和先進(jìn)的設(shè)計方法，從分子設(shè)計角度上詳細(xì)闡述了添加劑的構(gòu)成以及設(shè)計結(jié)構(gòu)與成品效果的聯(lián)系，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了以合理科學(xué)的方法進(jìn)行電子電鍍添加劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性和必要性。

關(guān)鍵詞：電子電鍍；分子設(shè)計；合成

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

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子電鍍技術(shù)也更為成熟和先進(jìn)。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(yīng)用廣泛的存在于工業(yè)產(chǎn)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(xué)反應(yīng)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(shè)計方法

將添加劑的分子結(jié)構(gòu)按照其各部分的特征、功能進(jìn)行合理的分組設(shè)計，再規(guī)劃每個比分的具體形態(tài)和構(gòu)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(tài)、范疇使得添加劑分類的方法也千差萬別，現(xiàn)階段還沒有任何規(guī)范、完善的方法來對添加劑的組成進(jìn)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(yīng)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(zhì)的具體性能才能更完美地設(shè)計出添加劑的結(jié)構(gòu)。目前也有一些中間體來進(jìn)行專業(yè)的添加劑生產(chǎn)，并已初具規(guī)模形成了完整的產(chǎn)業(yè)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(gòu)建一個涵蓋了不同性能的基礎(chǔ)組成的規(guī)劃藍(lán)圖，制定完成后，對單個類型的添加劑行進(jìn)考核，最后將對單體研究的內(nèi)容融入到對多種類型性能的研究中。完成了這些基礎(chǔ)研究后，就可以著手開始構(gòu)建添加劑分子結(jié)構(gòu)的設(shè)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(zhì)量進(jìn)行合理的調(diào)控來實現(xiàn)對物質(zhì)形態(tài)、大小、構(gòu)成、性能的控制。而物質(zhì)的外貌形態(tài)往往會影響沉積層的質(zhì)量，因此使用添加劑對其加以控制是必不可少的。工業(yè)生產(chǎn)中對沉積層性質(zhì)的要求在不斷提高，因此添加劑的功效也應(yīng)該日益強(qiáng)大，電子電鍍添加劑的分子設(shè)計也應(yīng)更加完善。目前主要采用的是用構(gòu)成基礎(chǔ)部分的分子結(jié)構(gòu)嘗試拼湊或?qū)⒎肿咏Y(jié)構(gòu)組合起來進(jìn)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(fù)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(chǎn)品，絕大多數(shù)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(xié)調(diào)、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(yōu)良。

3 添加劑的考核方法

研發(fā)添加劑的過程非常復(fù)雜、繁瑣，新研發(fā)的添加劑在實際應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中之前，必須針對其特點和性能進(jìn)行規(guī)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(jìn)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(xiàn)的各種問題進(jìn)行觀察和考核。以下內(nèi)容是考核中應(yīng)該具備的項目：添加劑的的物理性質(zhì)、電鍍液體的物理性質(zhì)、電鍍液體的性能、電鍍層的外觀形態(tài)和性能、添加劑抗老化的功能等。結(jié)合考核的結(jié)果，對其進(jìn)行進(jìn)一步的分析、討論，對添加劑設(shè)計的具體參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)合理地調(diào)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(yán)格按照這些步驟來進(jìn)行。

4 添加劑的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計

生產(chǎn)出具有優(yōu)質(zhì)性能的產(chǎn)品是涉及添加劑的主要目標(biāo)?，F(xiàn)實際工作中，添加劑的種類、性能繁多復(fù)雜，不同添加劑對不同電鍍也會產(chǎn)生不同的作用。添加劑具有優(yōu)質(zhì)的性能是對其設(shè)計的最主要要求。如，要使工業(yè)產(chǎn)品具有良好的外觀、堅韌的硬度、較強(qiáng)的可焊性和密度等；同時，也要使電鍍液具有較強(qiáng)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(jié)構(gòu)的整合體，各種分子結(jié)構(gòu)間相互聯(lián)系、相互影響。其性能是對個分子結(jié)構(gòu)整合的結(jié)果，與單個結(jié)構(gòu)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(fù)雜性，設(shè)計時往往采用經(jīng)驗性的、模糊性的方法，這使得添加劑設(shè)計的目標(biāo)難以達(dá)成。

添加劑的效果主要表現(xiàn)在電極表面的分子結(jié)構(gòu)的各種表現(xiàn)及化學(xué)反映情況。添加劑的性質(zhì)是由其分子構(gòu)成決定的。分子大小、官能團(tuán)結(jié)構(gòu)、鄰近基團(tuán)、和碳架結(jié)構(gòu)等是影響分子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和產(chǎn)生不同化學(xué)反應(yīng)的聯(lián)系，必須從分子水平上系統(tǒng)地研究分子結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能之間的關(guān)系，研究產(chǎn)生這種化學(xué)反應(yīng)的原理。通過對分子結(jié)構(gòu)的不同作用引起添加劑性能的變化的研究，實現(xiàn)對分子結(jié)構(gòu)影響化學(xué)性質(zhì)的深入理解與認(rèn)識，更好的優(yōu)化添加劑的設(shè)計。

然而，現(xiàn)階段對電鍍添加劑設(shè)計的方法還是過于經(jīng)驗化，無論是在思想上還是研發(fā)過程中都存在著一定的局限性，從分子水平的角度來設(shè)計的方法也只是理論上的構(gòu)想。因此，對添加劑的分子設(shè)計進(jìn)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(gòu)建更合理、更全面的添加劑設(shè)計方法和體系。結(jié)合當(dāng)前情況，在進(jìn)行添加劑的分子設(shè)計時，應(yīng)該盡可能地運用分子結(jié)構(gòu)發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)的理論知識和信息，進(jìn)一步對分子構(gòu)成與添加劑性能之間存在的關(guān)系和規(guī)律進(jìn)行探索，結(jié)合分子結(jié)構(gòu)的研究成果，設(shè)計規(guī)劃出添加劑的分子結(jié)構(gòu)。

5 結(jié)束語

電子電鍍添加劑的研發(fā)、設(shè)計、使用、作用過程十分復(fù)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(guān)的解決方案以及系統(tǒng)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(shè)計的理論基礎(chǔ)和操作能力，努力轉(zhuǎn)變?yōu)閺姆肿铀絹磉M(jìn)行設(shè)計工作，設(shè)計出的添加劑就會日趨完美，該行業(yè)的發(fā)展也會更加迅速，進(jìn)而促進(jìn)我國工業(yè)水平的提高。

參考文獻(xiàn)

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

[2]沈品華.現(xiàn)代電鍍手冊（上冊）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010（4）：21-35

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