(1)奇妙的電鍍添加劑

電鍍添加劑現(xiàn)在已經(jīng)公認(rèn)是現(xiàn)代電鍍技術(shù)中的核心技術(shù)。很多電鍍液沒(méi)有電鍍添加劑就根本不能工作，完全鍍不出合格的鍍層。例如像酸性光亮鍍銅、酸性光亮鍍鋅、光亮鍍錫等。如果鍍液中只有主鹽和輔鹽而沒(méi)有相應(yīng)的添加劑，鍍出來(lái)的通常都是粗糙鍍層甚至沒(méi)有鍍層，而當(dāng)加入添加劑后，就可以得到光亮平整的鍍層。因此，電鍍添加劑在電鍍技術(shù)中有舉足輕重的作用。

現(xiàn)在從事電鍍添加劑研發(fā)、生產(chǎn)和銷售已經(jīng)成為一個(gè)很有規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，并且有許多是國(guó)際著名的公司參與。但是以電鍍光亮劑為主的電鍍添加劑的發(fā)明卻是由一些偶然的因素引起的。

20世紀(jì)20年代，美國(guó)有一家生產(chǎn)電鍍?cè)O(shè)備和提供電鍍技術(shù)的公司曾經(jīng)因?yàn)橥其N員的吹牛皮而售出了一批可以鍍出光亮鎘鍍層的設(shè)備，但是當(dāng)時(shí)他們并沒(méi)有鍍光亮鎘的技術(shù)。結(jié)果是售出的鍍液又都被退回來(lái)，要求退換.公司的技工只好日夜加班來(lái)調(diào)整鍍液，但是一直都沒(méi)有什么進(jìn)展。在又是一個(gè)大半夜的白忙之后，大家只好先去吃夜宵，準(zhǔn)備回來(lái)將鍍液倒掉再重來(lái)。吃飽喝足以后，回到工作現(xiàn)場(chǎng)，有人提議再試鍍一回，結(jié)果出人意料的是鍍層變得光亮細(xì)致起來(lái)。而究其原因，竟然是有一件羊毛衫不小心落人鍍槽內(nèi)沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，羊毛的溶解物起到了光亮作用。這家公司不僅挽回了聲譽(yù)，還將用堿來(lái)溶解羊毛制成鍍鎘光亮劑申請(qǐng)并獲得了專利。

另一個(gè)有關(guān)鍍鎳光亮劑的發(fā)明據(jù)說(shuō)也是發(fā)明人不小心將自己的假牙掉進(jìn)了鍍槽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了膠質(zhì)物質(zhì)的光亮作用。還有關(guān)于糊精、砂糖等掉入鍍槽等方面的傳說(shuō)和故事，都在說(shuō)明有機(jī)物對(duì)電鍍過(guò)程有重要影響。并且可以推測(cè)，最初確實(shí)出現(xiàn)過(guò)偶然有東西掉進(jìn)鍍槽而改變了鍍層質(zhì)量的事件發(fā)生，但是后來(lái)會(huì)有很多開(kāi)發(fā)人員會(huì)重復(fù)這種往鍍液里加各種佐料的做法，并最終獲得了結(jié)果。

現(xiàn)在，事實(shí)已經(jīng)證明，如果將電鍍配方當(dāng)做電鍍的核心技術(shù)的話，那實(shí)際上說(shuō)的是電鍍添加劑技術(shù)。因?yàn)楹芏嚯婂円旱幕窘M成已經(jīng)是公知的技術(shù)，但是電鍍添加劑的配方則是技術(shù)機(jī)密。現(xiàn)在，電鍍添加劑的研發(fā)和制造以及銷售已經(jīng)是一個(gè)持續(xù)發(fā)展和增長(zhǎng)的行業(yè)，成為有機(jī)合成、精細(xì)化學(xué)和電化學(xué)等多學(xué)科支持的一個(gè)新興行業(yè)。其中一個(gè)很重要的分支就是電鍍添加劑中間體的研制和生產(chǎn)。

(2)電鍍添加劑的作用原理

電鍍添加劑與輔鹽不同的是，用量比輔鹽少得多，而作用比輔鹽大得多。電鍍添加劑中最大的一族是光亮劑，其他還有走位劑、柔軟劑、抗針孔劑、沙面劑等。電鍍添加劑的奇妙就在于，其用量非常少，每升鍍液中只需加入幾毫升，現(xiàn)在更有只加零點(diǎn)幾毫升的。但是一旦加入，就有明顯的作用。比如，我們用硫酸銅和硫酸配成鍍銅液，如果不加入光亮添加劑，鍍出的鍍層根本就是不能用的粗糙無(wú)光的、甚至呈朱紅色銅粉狀的沉積物。但是，只要我們往這種鍍液里每升加入1～2mL光亮劑，再鍍出的鍍層就呈現(xiàn)出光亮細(xì)致的亮紫銅色。很多鍍種，比如鍍鎳、鍍鋅、鍍錫、鍍合金等，都有這種現(xiàn)象。

再比如鍍鎳的脆性問(wèn)題，如果不加入柔軟劑，鍍出的鍍層會(huì)有內(nèi)應(yīng)力而發(fā)脆，有時(shí)會(huì)因太脆而開(kāi)裂。但加入柔軟劑后，就可以使內(nèi)應(yīng)力大大減小，甚至出現(xiàn)零應(yīng)力狀態(tài)。而其添加量則是很小的，只能是零點(diǎn)幾至幾毫升。如果加多了，反而會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)方向的應(yīng)力。

那么電鍍添加劑為什么會(huì)有如此奇妙的作用呢?這是因?yàn)樗械碾婂兲砑觿┒际窃陔姌O表面的微區(qū)域內(nèi)起作用的。在微觀表面的界面內(nèi)，即使是單一的分子膜就已經(jīng)是一種重要的改變。所有這些微少量的添加劑之所以能起大的作用，主要是因?yàn)檫@些添加劑是在陰極區(qū)間的表面雙電層內(nèi)起作用的，有著類似表面活性劑的性質(zhì)，只要單分子膜級(jí)別的添加劑進(jìn)入雙電層并干預(yù)金屬離子在陰極還原的過(guò)程，就會(huì)使鍍層的結(jié)晶發(fā)生改變，向著我們期待的結(jié)果變化。電鍍添加劑的作用可以認(rèn)為是以添加物對(duì)電結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行的一種干涉。

曾經(jīng)有許多間接的測(cè)量技術(shù)證明了電鍍添加劑的表面活性作用。比如微分電容曲線、極化曲線、旋轉(zhuǎn)電極曲線等?，F(xiàn)在，更有表面直接觀測(cè)的微電子技術(shù)可以更加直接地了解各種有機(jī)物對(duì)陰極過(guò)程的影響。理想的狀態(tài)是要進(jìn)入這樣一種時(shí)代，那就是能夠了解和設(shè)計(jì)基團(tuán)或結(jié)構(gòu)，讓特定的結(jié)構(gòu)去完成特定的表面干擾作用，以改變以往多少是盲目地摸索的研發(fā)過(guò)程。但是，在能夠真正完全按我們的意志合成添加劑以前，電鍍添加劑的研制就多少帶有煉丹術(shù)式的神秘。

(3)電鍍添加劑的選用

如果說(shuō)早期的電鍍添加劑是利用一些現(xiàn)成的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)甚至天然的有機(jī)物，那么經(jīng)過(guò)這么多年的開(kāi)發(fā)和深入的研究，已經(jīng)對(duì)能夠影響電鍍陰極過(guò)程的某些有機(jī)物基團(tuán)有了認(rèn)識(shí)，并可以進(jìn)行合成和改進(jìn)，對(duì)它們?cè)诓煌慕M合中發(fā)揮的作用也有了定性和定量的認(rèn)識(shí)。這就是前面說(shuō)到的電鍍添加劑中間體的研制和生產(chǎn)。這些已經(jīng)被確定為可以用來(lái)配制成電鍍光亮劑或添加劑的中間體成為電鍍添加劑開(kāi)發(fā)商的重要原料。

    開(kāi)發(fā)商在采用各種化學(xué)物中間體配制電鍍添加劑時(shí)，是有一定產(chǎn)品定位的，有些偏重于出光快速，有些則是分散能力好，還有則是鍍層的其他性能的滿足，比如低脆性等?？梢约骖櫵绣儗又笜?biāo)的全能添加劑是極少的，總要因?yàn)榧骖櫰渌阅芏档鸵恍┲饕阅?。所以在選用電鍍添加劑時(shí)，要清楚自己需要的是什么樣性能的鍍層，當(dāng)以功能性為主時(shí)，就要在裝飾性方面將指標(biāo)有所降低，如果照顧到了裝飾性，則功能性指標(biāo)就會(huì)有所降低。這些在添加劑的選用中會(huì)有所體現(xiàn)。由于定位錯(cuò)誤而導(dǎo)致的產(chǎn)品鍍層性能達(dá)不到指標(biāo)，往往不能馬上得到糾正，以至于檢驗(yàn)人員和生產(chǎn)者或用戶與生產(chǎn)方經(jīng)常會(huì)發(fā)生分歧。所以根據(jù)鍍層的性能或說(shuō)質(zhì)量的需要來(lái)選用電鍍添加劑是很重要的。