??
1 從焦磷酸鹽鍍銅的頑強(qiáng)生命力可見HEDP鍍銅的光輝前景
焦磷酸鹽是一種含有P-O-P鍵的線型聚合磷酸鹽，它是一種具有優(yōu)良緩沖性、表面活性和配位能力的毒性很小(可用作食品添加劑)的中強(qiáng)螯合劑。早在20世紀(jì)40年代，焦磷酸鹽就開始用于電鍍，至今還有不少工廠在使用焦磷酸鹽鍍銅或鍍其他單金屬和合金。焦磷酸鹽鍍銅的主要缺點(diǎn)是：
(1)對銅離子的配位能力還不夠強(qiáng)，銅配離子的析出電位還不夠負(fù)。因此，鐵基體入槽時容易發(fā)生置換銅的反應(yīng)，從而影響了銅層與基體的結(jié)合力。只有在銅離子濃度很低，焦磷酸鹽對銅離子的摩爾比[n(P2O4-7)／n(Cu2+)]達(dá)20～30時，銅的析出電位才與鐵的電位相近，從而抑制置換銅的反應(yīng)。但這種鍍液的沉積速度太慢，電流效率很低，只能作為預(yù)鍍液而不能作為正鍍液使用。
(2)焦磷酸鹽在高溫和堿性條件下容易水解，使 P-O-P鍵斷裂而形成正磷酸鹽。這是由于P-O-P鍵的極性太強(qiáng)，易受OH一進(jìn)攻而斷裂。當(dāng)正磷酸鹽的質(zhì)量濃度超過l00 g／L時，陰極電流效率很低，工作電流密度下降，鍍層的光亮范圍縮小，沉積速度很慢。根據(jù)有關(guān)資料介紹，焦磷酸鹽鍍液的壽命只有3～7年。
1一羥基乙叉一l，1一二膦酸(HEDP)是有機(jī)多膦酸的一種，它是用P-C—P鍵取代焦磷酸鹽的P-O-P鍵而問世的，它的配位能力比焦磷酸鹽和檸檬酸鹽強(qiáng)，配合物的穩(wěn)定常數(shù)更大[1]，抑制置換銅的能力更強(qiáng)，可在更高的pH范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，在高溫、高pH下不水解生成正磷酸鹽。因此，HEDP鍍液非常穩(wěn)定，使用壽命也比焦磷酸鹽鍍液長得多，國內(nèi)已有連續(xù)使用20多年的記錄。HEDP還有優(yōu)良的表面活性，在陰極上的吸附能力比焦磷酸鹽、檸檬酸鹽和氰化物強(qiáng)，鍍液的陰極極化比其他配位劑大，所得鍍層比其他螯合劑體系更細(xì)致、光亮。
檸檬酸鹽也是一種低毒的羥基羧酸，在堿性條件下具有較強(qiáng)的配位能力，同時具有溶解鐵氧化物的能力，因而也可獲得結(jié)合力良好的鍍層。但由于其配位能力較弱，單一組分的檸檬酸抑制置換銅的能力差，必須同時加入第二配位劑(如酒石酸鹽等)加以改善。另外，由于檸檬酸本身不具有表面活性，所得鍍層不光亮、不細(xì)致，常要加入一些增光劑(如二氧化硒)來達(dá)到半光亮的程度，這又會使銅層純度降低，延展性下降，脆性增大。檸檬酸鹽鍍液的另一缺點(diǎn)是容易長霉，故鍍液還需加入殺菌劑。在廢水處理方面，檸檬酸鹽會增加廢水的COD和BOD值，并嚴(yán)重阻礙重金屬被堿沉淀，且用一般的氧化劑難以快速破壞，只能用細(xì)菌進(jìn)行生化處理。但生化處理投資大，占地廣，處理時間長，而且還對重金屬敏感，如廢液中銅離子濃度達(dá)到3～5 ppm，細(xì)菌將被殺死。因此，生化處理常放在堿沉淀之后而不是之前。而焦磷酸鹽和HEDP鍍銅液均可用特效的沉淀劑一次沉淀，同時除去銅和磷，廢水可達(dá)標(biāo)排放，具體處理方法見本文第三部分。
表1列出了HEDP、檸檬酸鹽、焦磷酸鹽和氰化物做配位劑鍍銅時的各種性能。從表l所列的數(shù)據(jù)以及國內(nèi)外幾十年的生產(chǎn)實(shí)踐可以認(rèn)為，HEDP還是目前堿性無氰鍍銅的首選配位劑。
表1 HEDP鍍銅和其他配位劑鍍銅性能對比
Table l Comparison between the performance of HEDP copper plating and copper plating using other complexants
