無氰電鍍一直是我國電鍍界持續關注的課題，基於環境保護和人員安全的考慮，國家也將無氰電鍍列為國家支持的工藝項目。使無氰鍍工藝的開發取得了一些成果，對推動電鍍技術的發展起到了促進作用。但是，氰化物電鍍因其綜合性能優良，在有些領域有難以替代性;而某些替代無氰電鍍的工藝則存帶來新的環境問題的風險。理想的無氰電鍍工藝，應該是綜合性能均等於或優於氰化電鍍的工藝。
電鍍是現代製造不可或缺的電化學工藝。在近百年的發展過程中，形成了以氰化物為配位劑的綜合性能優良的鍍液體系。
從貴金屬電鍍到普通金屬電鍍，從單一金屬電鍍到合金電鍍，許多鍍種都在使用氰化物，包括鍍金、鍍銀、鍍銅、鍍鋅、鍍鎘、鍍鋅合金、鍍銅鋅合金、鍍銅錫鋅合金等，至今大都仍然在採用氰化物工藝，這是不爭的事實。
但是，氰化物是眾所周知的劇毒化學品，極其微小的量就能立即致人死亡，根本無法搶救。而電鍍生產中所使用的氰化物的量卻非常大，並且是耗性的，無論是新開槽還是往鍍槽中添加，都是以上百公斤或幾十公斤的量由人工往鍍槽中投放，給操作者和環境都帶來危害，存在極大安全隱患。
儘管採用了嚴格的規章制度和措施，仍然難以完全消除人們的擔心。完全停止使用氰化物，成為電鍍界和社會管理者共同追求的目標。
因此，我國的電鍍界持續地開展了無氰電鍍工藝的開發工作。經過多年的努力，無氰電鍍工藝開發及應用，都取得了一些進展，有些還成績卓著。
特別是在鍍鋅領域，所開發的光亮酸性鍍鋅、光亮鹼性鍍鋅等，在絕大多數產品中已經完全可以替代氰化物鍍鋅，這也是有目共睹的。
同時，在鍍鎘、鍍銅、鍍銀、鍍金、鍍合金等領域，也有各種無氰電鍍工藝在開發或應用，但是，這些無氰電鍍工藝在某些性能上，始終不能超越氰化物電鍍，所獲得的鍍層的工藝性能不夠穩定，有些引入的新的配位劑或添加劑，仍然存在汙染環境的問題，有些比氰化物更加難以分解和消除。
而鍍層工藝性能的不穩定，在有些產品中是難以應用的。特別是基於軍事安全的考慮，軍事工業系統在採用無氰電鍍工藝時，採取了非常謹慎的態度，在沒有經過充分的論證和性能對比測試並獲得通過的情況下，仍然需要採用氰化物電鍍工藝。
一些基於產品質量和生產效率要求高的企業，除非面臨強大的環境保護壓力，也不願輕易使用無氰電鍍工藝，這就使氰化物電鍍仍然有其市場，氰化物的用量仍然居高不下，使相關部門對環境和社會安全的擔憂，始終難以解除。
為什麼會出現這種狀況?倒底有沒有替代氰化物電鍍的無氰電鍍工藝?今後應該怎麼做?這些顯然是電鍍界普遍關心的問題。本文正是打算就這些問題，
提出個人見解，作為引玉之磚，供同業同仁參考。
我國無氰電鍍工藝開發的高潮始於上世紀七十年初，在當時那個歷史背景條件下，一項工藝技術開發課題變成了一場運動，難免帶有一定政治色彩。但是，畢竟有廣大科技人員的參與，並且在一些地區形成了大專院校、科研機構與企業相結合的模式，即現在所說的所謂「產學研相結合」的模式，從而產生出一批具有實用價值的替代氰化物電鍍的工藝。
在當時的工業體制下，全國的工業技術部門和相應的大專院校和研究所，幾乎都參與了這項工作。其中比較突出的是一機部的材料保護研究所和四機部的太原工藝研究所。四機部組織了多次無氰電鍍會議，在國內有較大影響。顯然，如果能不使用氰化物就能滿足產品的工藝要求，那當然是一個進步。
而要實現這一目標，需要在充分認識氰化物電鍍特點的基礎上，以創新精神進行分析和研究。正是這種創新精神的推動，產生了兩種替代技術的路徑。
兩種路徑都有所進展，其中一個路徑為此後迅速發展的電鍍添加劑行業做了重要鋪墊。這兩種路徑一個是尋找替代氰化物的絡合物，即引入或開發無毒配位體的路徑，這方面很早就有人做過一些工作，因為包括焦磷酸鹽、檸檬酸鹽在內的配位體在電鍍中已經有著應用，在此基礎上發展出雙絡合劑理論，即以兩種配位劑來強化對金屬離子的控制，進一步發展出開發或配製新的配位體，例如 HEDP。這一路徑現在仍然有人在探索中，並且已經在化學鍍的配位劑等方面取得了重要進展。
另一個路徑就是電鍍添加劑路徑。這是基於對金屬電化學還原即陰極電極過程的研究，得出的另一種幹涉金屬離子還原過程的路徑，即在鍍液中添加表面活性劑等添加物來影響陰極過程，而彌補不使用氰化物帶來的不足。
這在早期鹼性無氰鍍鋅中是一種典型的思路，並且因此誕生了第一代著名的鹼性鍍鋅添加劑DPE-3 和 DE 等。最重要的是這種路徑從原來在絡合物型鍍液中的應用擴展到在簡單金屬離子鍍液即酸性體系鍍液中的應用。從而產生出酸性光亮鍍鋅，酸性光亮鍍銅等一批重要的酸性光亮電鍍添加劑，最終使電鍍添加劑成為一個電鍍行業的一個分枝，經久不衰。
當然，將無氰電鍍當做一場運動，不加區別地強行在行業全面推廣，也是不妥的。這樣做不符合經濟規律也不是科學態度。給有些企業特別是軍工生產曾經帶來一些質量問題和安全隱患，結果是改革開放後出現反彈，很多電鍍廠又重新用回氰化物。
以上事例說明，需要客觀的看待無氰電鍍運動，總結經驗教訓，將它視為技術創新的一個領域，我們就仍然可以有所作為。
應該看到，無氰電鍍開展這些年來，已經取得了一些重要的進展。無氰鍍鋅已經基本上可以替代氰化物鍍鋅。
首先，酸性鍍鋅的大量採用，將氰化鍍液的用量降低了將盡一半。大部分滾鍍已經採用酸性鍍鋅，一部分小五金電鍍也都採用了酸性鍍鋅。而對分散能力和鍍層脆性等有較高要求的產品，也可以採用鹼性無氰鍍鋅，現在新一代的鹼性鍍鋅的水平已經非常接近氰化物鍍鋅，完全可以滿足絕大多數產品的要求。
鹼性打鍍鍍銅現在也取得了一定程度的進展，在嚴格控制前處理流程的前提下，有些鹼性無氰鍍銅可以滿足常規產品的要求。無氰鍍銀、無氰鍍金這類難度較大的課題，也取得了一些進展，與鹼性鍍銅類似，在嚴格控制前處理流程的前提下，在有些產品上是可以應用的。
同時，隨著電鍍過程研究的發展和新電鍍中間體的開發進展，無氰電鍍還有進一步改進和發展的空間。
無氰電鍍在我國一直是電鍍界不可迴避的課題。由於以往開發中存在的一些問題，使曾經採用某些無氰電鍍工藝的企業受到了損失。
同時，有些無氰電鍍不僅不能滿足產品質量的要求，在工藝應用中對過程控制的求也很苛刻，使生產效率下降，企業也難以承受。這些都導致企業不得不重新採用氰化物電鍍工藝。
這種情況使得無氰電鍍的推廣受到阻力，並且產生了不用替代氰化物的思想，理由是氰化物雖然是劇毒，但分解容易，汙水處理簡單，只要嚴格管理，不會產生安全問題。這種走回頭路的思想在電鍍界還是有一定代表性的。
因為退一步，天地寬闊，既保證了質量，又提高了效率。但是，在是否能保證環境和社會安全這一點上，是誰也不敢擔保的。這正是這一點，是需要繼續開發無氰電鍍的理由。有人拿國外沒有無氰電鍍來作為理由，認為我們也不必推廣無氰電鍍，這也是不可取的。我國的國情是人口多，工業區密集，人口科學素養偏低，加上環境脆弱，汙染嚴重，如果放開氰化物電鍍管制，後果將是十分嚴重的。
另一方面，是所開發的有些無氰電鍍，氰是沒有了，但引進了新的汙染物，一些強配位劑破解比氰要難得多，重金屬難以回收，水處理難度加大。一些添加劑則引入了大量合成有機物，許多這些化學品的毒性研究幾乎是空白，它們進入水體後對環境的威脅是潛在的，從這個角度看，可以說比氰化物更危險。
還有一種不好的現象是將實際是低氰的或含氰的絡合劑說成是「實際無氰」的絡合劑，誤導電鍍用戶，給安全生產帶來隱患。
這些都說明要開展無氰電鍍課題的研究，還任重道遠。
無氰電鍍工藝開發的早期，即上世紀七十年代，還有些大學在氰化物和電鍍添加劑的電鍍機理方面做了一些工作，但總體上看是遠遠不夠的。滿足於一般性的測試和人云亦云的理論分析。
大量工作都是在做工藝開發，即重視實用性工藝的開發，從前處理到鍍液配製再到添加劑的合成或篩選，希望找到最佳工藝參數。
即使用到了優選法，由於因素的選取不一定正確，甚至於將重要的因素都漏掉了，參數水平選得再細再準，也是做的無用功。同樣，有此測試使用了許多先進的儀器和設備，設計了很好的組合測試表徵結果，由於所確定的工藝並不是最好的方案，測出的數據再精確也是沒有意義的。這些都是在缺少理論支撐的前提下，在進行盲目探索。如果大學和研究所都是這樣，電鍍技術開發的企業，就更是如此，
因此，總體上，無氰電鍍技術開發在理論研究方面，工作是做得不夠的，這不能不說多少制約了我國無氰電鍍課題的發展。
即使是進行工藝開發，我們的有些工藝開發也存在缺乏全局觀的問題。這個問題的起因，是在改革開放以前的有些工藝開發，是由電鍍產品使用單位的技術人員進行的。
比如各個機械工業部的企業的工藝部門，都有自己的工程技術人員，他們都可以開放適合自己企業產品的電鍍工藝，這些工藝適合他們的產品，但不等於是通用的工藝，因此，他們針對自己產品採取的工藝措施，用在他們的產品上是合理的，可信的。
但如果通用化，在其他企業推廣，會有問題。早期的鹼性無氰鍍鋅就有這樣的問題，如果鍍得較厚，脆性就很明顯，而如果要用做高溫烤漆的油漆的底鍍層，經過高溫烘烤，鍍層會起泡。這種工藝就不適合在軍工產品上推廣。
但是，我們不少無氰電鍍工藝，都存在這種只是幾個工藝指標達標，就宣布研製成功，但是並沒有通用性，或者不適合特殊性要求的產品。
表現在工藝指標片面化方面的還有比如溫度指標，電流密度指標，是否攪拌等。有些開發者只要有一個指標好於氰化物電鍍，就會誇大這個指標的優點，誤導到了用戶，結果在使用中出現質量問題。實際上，對於工藝參數，只要設備可以保障其穩定性，無論是高低溫還是攪拌過濾，都是可以用設備加以保證的，不應做為工藝開發的考核指標而使電鍍工藝的優選進入誤區。
實際上，全面考核無氰電鍍的各項指標，正確地介紹使用條件和適合的產品，更有利於工藝的推廣和應用。
隨著市場經濟的發展，企業追求利潤的步子越來越急也越來越大，但利潤的空間卻越來越小。這使得不少企業不得不走急功近利的路子，追求速成。
一個課題做下來，不要說不可能做理論討論，有時連中試也省掉了，實驗室試驗一出成果，就拿到企業推廣，有一點小的改進，就包裝成一個新產品，這樣開發電鍍工藝，怎麼可能會有大的進展?
還有一些產品，本身沒有什麼技術優勢，但是，卻藉助廣告和攻關的力量來進行推廣應用，而不是根據產品的適用領域做恰當的宣傳，誤導用戶，害人害己。
因為實踐是檢驗真理的唯一標準。用戶在使用中出了問題，還得找你開發商和供應商。現在供應鏈要求的是連帶賠償制，用戶的產品出了問題，如果查明提供應商的材料出了問題，供應商是要賠償的。這在電子電鍍行業已經是公知的規矩。
所以誇大自己產品的優點而導致用戶誤用造成的後果，供應商是要負責任的。
由此可見，從事無氰電鍍技術和工藝開發，一定要有科學的態度。
氰化物電鍍曾經是電鍍工藝的主流，已經有近百年的歷史。因此，要說對氰化物研究和認識，應該是已經很充分的了。
氰化物特指帶有氰離子(CN−)或氰基(-CN)的化合物，根據與氰基連接的元素或基團是有機物還是無機物可把氰化物分成兩大類，即有機氰化物和無機氰化物前者稱為腈，後者常簡稱為氰化物。
通常為人所了解的氰化物都是無機氰化物，俗稱山奈或山埃(來自英語 Cyanide)。氰化物是劇毒物，吸入的空氣中氫氰酸濃度達 0.5mg/L 即可致死;口服氰化鈉、氰化鉀的致死量為 1～2mg/kg。因此，氰化物是需要嚴格管理的高危化學品，無論是生產、銷售，還是運輸、使用，都要有經過公安局批准的手續。
氰化物在電鍍液中是金屬離子的配位劑，由於有穩定的配位性能和表面活性作用，從氰化物鍍液中獲得的電鍍層質量都很好，從鍍鋅、鎘、銅、銀、金等，都是如此。
至於為什麼會這樣好，其他配位體為什麼達不到氰化物的這種效果，一直以來，沒有一個統一的或權威的說法。
近年來，從一維到多維結構的超分子配合物的研究已引起人們的廣泛興趣。
在國內外各類化學專業雜誌上報導這類化合物研究的文章一年比一年增多，涉足的學科遍及配位化學、有機金屬化學和材料化學等多種化學學科以及生物學、物理學等自然學科領域。而氰化物恰恰是這類化合物的典型代表。
氰根陰離子不僅能連接多種金屬原子組裝成不同維數的超分子配合物，而且能夠形成電子交換通道傳遞各順磁中心電子間的磁相互作用。不少大學的化學系將這個研究方向作為關注點之一，設計了一些研究課題。
獲得了多個氰根橋聯的3d,4d,5d 及 4f 金屬離子的超分子配合物並解析其單晶結構，得到零維、一維、二維、三維到三維穿插多種拓撲結構的超分子配合物，其中十個化合物具有三維納米孔洞。發現了氰化物在分子結構上的一些新特徵，這些對重新認識氰化物，特別是為什麼氰化物電鍍的性能比其他配位劑好，提供了新的研究方向和思路，這也就為尋找新的配位劑或開發合成與氰離子相似立體結構的配合物提供了新路徑。
研發無氰電鍍工藝，仍然離不開前面已經提到的兩種不同的路徑。也可以說是工藝開發的兩種方向，一個是配位劑方向，另一個就是添加劑方向，但是，這兩個方向又不是完全分離的，而是可以交叉的。
並且很有可能，合適的工藝是將二者結合起來的工藝。但是，仍然有一個主次的問題，以配位劑為主，添加適當添加劑來強化工藝過程，這是一種方向，以添加劑為主，在多種配位劑中都可以獲得較好效果的鍍層，又是一種方向。
這種路徑在鹼性無氰鍍鋅的開發中所取得的成功就是一個很好的例子。無氰鹼性鍍鋅經過全行業多年的努力，包括引進國外先進的鍍鋅添加劑產品，已經取代了絕大部分氰化物鍍鋅工藝，取得這樣的成果，是與這一工藝技術成熟成度密切相關的。
從原理上說，從不同的路徑所得到的結果，在微觀上也必然會有所差異。從以配位劑型為主的鍍液所獲得的鍍層，更接近氰化物鍍液中獲得的鍍層的微觀結構。由此可見，理想的無氰電鍍也應該是配位劑型的。
理想的無氰電鍍工藝是什麼樣的?這應該是個仁者見仁智者見智的問題，恐怕難以找到一個統一的標準。這裡說到了理想，那就不是現實中已經有的。也可以說是期望，希望能達到的一種境界。
要想開發出一種理想的無氰電鍍工藝。標準應該是達到甚至於超過氰化物電鍍的水平。而如果想要達到氰化物電鍍的水平，在分析氰化物特性的基礎上，以配位劑型作為主要研究方向是可行的。
這種理想的鍍液所使用的配位劑有與氰化物一樣的給絡合能力，但是是無毒的，並且容易在水處理過程中被分解。同時，鍍液成份比較簡單，除了主鹽和配位劑，只有較少一兩種輔助鹽或添加劑。並且鍍液的分散能力好，鍍層的結晶細緻，電鍍工藝參數範圍較寬，鍍液穩定性好。一些行業專家都表達了對這種新型絡合劑同樣的觀點。
而最客觀或最主要的指標，應該是既能滿足絕大多數產品製造的需要，又符合環境保護的要求。這就是所說的理想工藝。是過程和結果都合理的工藝。這也是清潔生產所主張的的合理的工藝。
當然，從創新思維的角度，也不排除其他的工藝思路，也就是採用添加劑和多種配位劑來達到既符合產品要求，又符合環境要求的新工藝。
如果加上設備控制技術和其他電化學工藝技術，用裝備控制嚴格的工藝條件，在工藝條件要求嚴格的鍍液中獲得理想的電鍍結果也是可行的。
我們追求理想工藝，不能等著它從天上掉下來，還是只能一步一步地努力去做，去行動，去接近這一理想。
正如以往的經驗已經證明的，實事求是地根據產品的需要開發針對性替代氰化物電鍍的工藝，也是可行的。這些無氰電鍍工藝可能並不理想，但卻是適合一定產品的工藝，就可以在這類產品中推廣使用，並在使用中進一步完善。
無氰電鍍是一個電鍍工藝創新的領域，有許多工作可以做，特別是在我國當前的國情下，需要有人認真持續地開展這方面的工作。
理想無氰鍍液應該有與氰化物一樣的給絡合能力，無毒，在水處理過程中容易分解。鍍液成份比較簡單。
無氰電鍍工藝的開發，要在理論研究上下功夫，這樣可以為尋找和研製新的配位劑提供指導。同時，研發新的添加劑和以創新精神開發新的電鍍工藝，也仍然是可行的路徑。
文章來源：電鍍與精飾
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