Introducere: Procesul de fabricație a produselor din plastic implică în principal patru procese cheie: formarea mucegaiului, tratarea suprafeței, imprimarea și asamblarea. Tratarea suprafeței este o parte indispensabilă, iar procesele de pretratare sunt esențiale pentru a îmbunătăți aderența acoperirilor și pentru a oferi un strat de bază bun conductiv pentru placare. Acest articol descrie pe scurt procesele de pretratare a suprafeței pentru produsele din plastic.
Pretratarea suprafeței produselor din plastic include în principal tratamente de acoperire și placare. În general, materialele plastice au cristalinitate ridicată, polaritate scăzută sau deloc și energie de suprafață scăzută, ceea ce afectează aderența acoperirilor.
Deoarece materialele plastice sunt izolatori ne-conductivi, placarea nu poate fi aplicată direct pe suprafețele lor folosind procese standard de galvanizare. Prin urmare, pretratările necesare trebuie efectuate înainte de tratarea suprafeței pentru a îmbunătăți aderența stratului de acoperire și pentru a oferi un strat de bază conducător cu o bună aderență.
Pretratarea include degresarea suprafeței de plastic, adică curățarea uleiului și a agenților de dezlipire a mucegaiului și tratamentul de activare a suprafeței, al cărui scop este îmbunătățirea aderenței acoperirii.
01 Degresare
Degresarea produselor din plastic. Similar cu degresarea produselor metalice, produsele din plastic pot fi degresate folosind solvenți organici sau soluții apoase alcaline care conțin agenți tensioactivi. Degresarea cu solvent organic este potrivită pentru curățarea ceară de parafină, ceară de albine, grăsime și alte murdărie organice de pe suprafețele din plastic. Solventul organic utilizat nu trebuie să dizolve, să se umfle sau să spargă plasticul; ar trebui să aibă un punct de fierbere scăzut, să fie volatil, ne-toxic și ne-inflamabil.
Soluțiile apoase alcaline sunt potrivite pentru degresarea materialelor plastice rezistente la-alcali. Această soluție conține sodă caustică, săruri alcaline și diverși agenți tensioactivi. Cel mai frecvent utilizat surfactant este seria OP, adică alchilfenol polioxietilen eter, care nu formează spumă și nu lasă reziduuri pe suprafața plasticului.
02 Activarea suprafeței Această activare are ca scop îmbunătățirea proprietăților de suprafață ale materialelor plastice, adică să genereze grupuri polare sau să aspre suprafața plasticului, făcând acoperirile mai ușor de umezit și de adsorbit pe suprafața piesei. Există multe metode de tratament de activare a suprafeței, cum ar fi oxidarea chimică, oxidarea la flacără, gravarea cu vapori de solvenți și oxidarea cu descărcare corona. Cea mai utilizată metodă este tratamentul chimic de oxidare a cristalelor, care utilizează în mod obișnuit soluția de acid cromic. O formulare tipică este 4,5% dicromat de potasiu, 8,0% apă și 87,5% acid sulfuric concentrat (96% sau mai mult).
Unele produse din plastic, cum ar fi polistirenul și materialele plastice ABS, pot fi acoperite direct fără tratament chimic de oxidare. Pentru a obține acoperiri de-înaltă calitate, se folosește uneori un tratament chimic de oxidare. De exemplu, după degresare, plasticul ABS poate fi gravat cu o soluție de acid cromic diluat. O formulare tipică este 420 g/L acid cromic și 200 ml/L acid sulfuric (gravitate specifică 1,83). Un proces tipic de tratament este de 65-70 de grade timp de 5-10 minute, urmat de clătire cu apă și uscare. Avantajul gravării cu acid cromic este că poate trata uniform produse din plastic de diferite forme. Dezavantajele sale sunt că operațiunea este periculoasă și există probleme de poluare.
Scopul pretratării înainte de acoperire este de a îmbunătăți aderența dintre acoperire și suprafața de plastic și de a forma un substrat metalic conductor pe suprafața de plastic. Procesul de pretratare include în principal: asgropare mecanică, degresare chimică, rugosire chimică, tratament de sensibilizare, tratament de activare, tratament de reducere și placare electroless. Primii trei pași sunt de a îmbunătăți aderența acoperirii, în timp ce ultimii patru sunt de a forma un substrat metalic conductor.
01 Asgropare mecanica si chimica
Tratamentele de rugosire mecanică și chimică folosesc metode mecanice și, respectiv, chimice, pentru a aspri suprafața plastică, crescând astfel suprafața de contact dintre acoperire și substrat. În general, se crede că rezistența de lipire obținută prin rugozire mecanică este doar aproximativ 10% din cea atinsă prin rugozire chimică.
02 Degresare chimică
Metoda de degresare a suprafețelor din plastic înainte de acoperire este aceeași cu cea pentru pretratarea înainte de acoperire.
03 Sensibilizare
Sensibilizarea presupune adsorbția de substanțe ușor oxidate, precum diclorură de staniu și triclorura de titan, pe suprafața plasticului, care are o anumită capacitate de adsorbție. Aceste substanțe adsorbite, ușor de oxidat, sunt oxidate în timpul activării, în timp ce activatorul este redus la nuclee catalitice, rămânând pe suprafața produsului. Sensibilizarea pune bazele pentru placarea ulterioară cu metale electroless.
04 Activare
Activarea implică tratarea suprafeței sensibilizate cu o soluție de compuși metalici activi catalitic. În esență, produsul care conține agentul reducător adsorbit este scufundat într-o soluție apoasă a unui oxidant care conține o sare de metal nobil. Ionii de metal nobil, care acționează ca oxidanți, sunt reduceți cu S²⁺n, iar particulele reduse de metal nobil se depun pe suprafața produsului sub formă de particule coloidale cu activitate catalitică puternică. Când această suprafață este scufundată în soluția de placare electroless, aceste particule devin centre catalitice, accelerând reacția de placare electroless.
05 Tratament de reducere
Înainte de placarea electroless, produsele activate și clătite sunt scufundate într-o soluție de agent reducător de o anumită concentrație utilizată în placarea electroless pentru a îndepărta orice activator rămas. Acesta se numește tratament de reducere. Pentru placarea cu cupru electroless, soluția de formaldehidă este utilizată pentru tratamentul de reducere; pentru placarea cu nichel, se folosește o soluție de hipofosfit de sodiu. 06 Placare chimică Scopul placajului chimic este de a genera o peliculă metalică conductoare pe suprafața produselor din plastic, creând condiții pentru galvanizarea straturilor de metal pe produsele din plastic. Prin urmare, placarea chimică este un pas cheie în galvanizarea plasticului.
