Metalliseringsteknik för plast

Kemisk metallisering av plast gör det möjligt att tillverka sådana industriprodukter och halvfabrikat som ljusfilter, kretskort, katalysatorer, galvaniseringsämnen och mycket mer. Metallisering kan förbättra plastens motstånd mot mekanisk spänning, fukt och hög temperatur. Dessutom väger delar som använder en kombination av plast och metall betydligt mindre än metall.

innehåll:

• Teknologiska egenskaper hos metallisering
• Funktioner i skapandet av galvaniska beläggningar
• Vidhäftningsegenskaper hos material
• Vakuummetallisering
• Metallisering hemma
• Kopparplätering
• Silverplätering

Teknologiska egenskaper hos metallisering

Koppar används oftast som underlagsytor för elektroplätering. Kopparskiktet spelar rollen som en spjäll för plast, på grund av vilken spänningar stabiliseras, vilka är oundvikliga med en betydande skillnad i de termiska spänningskoefficienterna för sådana olika material.

Underlagret är dessutom förkromat eller förnicklat, såsom anges i figuren nedan.

Förklaringar för figuren:

1. Plast.
2. Glans av kopparlager.
3. Borstat kopparlager.
4. Kemisk avsättningsmetall.
5. Glansat nickelskikt.
6. Halvblankt nickelskikt.
7. Borstat nickelskikt.
8. Glans kromlager.
9. Konverteringslager.
10. Borstade och blanka metallskikt.

De strukturella särdragen hos kompositionerna applicerade på det elektriskt ledande beläggningsunderlaget kan variera avsevärt. Vi kan prata om filmer av blanka, klargjorda, velour, svärtade, patinerade och andra typer. Filmens uppgift är inte bara att förbättra produkternas utseende. Till exempel förlänger nickelpläterade beläggningar plastens livslängd. Faktum är att nickel kan komprimera plast, vilket förstärker detta material avsevärt.

För att skapa en galvanisk beläggning behövs en elektrolyt. Det finns olika typer av elektrolyter som används, inklusive:

• lysande kopparplätering;
• elektrolyter för nickelplätering;
• speciella kompositioner på grund av vilka beläggningar av velourtyp eller beläggningar isär med fasta partiklar skapas.

Andra metaller, såsom tenn eller zink, används också. Innan sådana metaller appliceras krävs emellertid passivering, varefter en film visas på ytan (med eller utan färg). Sådana filmer skyddar materialet från rost eller plack.

Kemisk metallisering av plast kännetecknas av det faktum att metallunderlag inte har hög elektrisk ledningsförmåga. I vilket fall som helst är konduktiviteten lägre än för elektrolyt. Därför, under elektrokemisk avsättning, bör densiteten för den applicerade strömmen vara försumbar - från 0,5 till 1 Ampere per kvadrat decimeter. Om densiteten är högre uppträder en bipolär effekt, vilket kommer att leda till upplösning av beläggningen nära det ställe där det är kontakt med den ledande suspensionen.

I vissa fall appliceras koppar eller nickel på det kemiskt avsatta metallskiktet för att undvika upplösning av beläggningen. Och detta görs vid låg elektrisk strömtäthet, men de efterföljande skikten appliceras i vanligt läge.

Funktioner i skapandet av galvaniska beläggningar

Det galvaniska skiktet garanterar först och främst metallens motstånd mot korrosionsprocesser. Vid utförandet av galvanisering delar är i täta elektrolyter. För att operationen ska bli framgångsrik hängs därför speciella viktmedel på delarna.

Elektropläterade beläggningar skiljer sig från metalliska, eftersom det krävs ett mycket större antal kontakter för att skapa dem. Processen för galvanisering av plast kännetecknas också av komplexiteten i den förberedande fasen, eftersom det i detta fall är svårare att säkerställa god vidhäftning.

Vidhäftningsegenskaper hos material

Vidhäftning kännetecknar kvaliteten på vidhäftning mellan element av olika typer (i detta fall talar vi om vidhäftning mellan metall och plast). Vidhäftningsstyrkan mellan metall- och plastbeläggningar bör vara mellan 0,8 och 1,5 kiloton per meter - för skalning och lika med 14 megapascal - för att bryta. Den maximala vidhäftningen som uppnås med moderna tekniska medel är ungefär 14 kiloton per meter.

Materialens vidhäftande egenskaper är bland de mest komplexa fenomenen. Det räcker med att säga att det inte finns någon enda teori som fullt ut skulle kunna besvara alla frågor om vidhäftning av olika material till varandra.

Ur kemisk vetenskaplig synvinkel är vidhäftning ett kemiskt samband mellan olika typer av kroppar. Kemiska interaktioner kan ses på plastytor. På sådana ytor finns det funktionellt aktiva grupper som kommer i kontakt med metaller eller beläggar metallytor med oxider.

Det molekylära tillvägagångssättet tolkar vidhäftningen som en följd av närvaron av intermolekylära krafter på gränsytan, interaktionen mellan två poler eller utseendet av vätebindningar. Detta förklarar till exempel vidhäftningen av våta etsade polyetenfilmer efter torkning.

Ur elektroteknikens synvinkel uppstår vidhäftande egenskaper på grund av det faktum att när ett par kroppar samverkar visas ett dubbelt elektriskt lager. Som ett resultat tillåter detta skikt inte kroppar att röra sig från varandra, eftersom de elektrostatiska krafterna för ömsesidig attraktion av olika laddningar fungerar.

Enligt den diffusa teorin (den mest accepterade) sker vidhäftning på grund av intermolekylära interaktioner, som särskilt tydligt manifesteras under ömsesidig penetrering av molekyler i ytlagren. För närvarande uppträder ett visst mellanlager, varför det saknas en uppenbar gräns mellan materialen.

Och slutligen förklarar den mekaniska teorin vidhäftningen genom förankring av vidhäftningen av de utskjutande metalldelarna i urtagningarna på plastytan. Sådana fördjupningar är mycket små i området (några mikrometer), men när metall som deponeras med en kemisk metod kommer in i dem, så visas så kallade mekaniska lås.

Andra parametrar påverkar vidhäftningen, inklusive följande:

• styrkaegenskaper hos plast;
• närvaron av gynnsamma reaktioner av kemiskt aktiva grupper på en plastyta;
• närvaro av vidhäftningsstimulerande medel, som annars kallas promotorer (krom- och tennföreningar, mjukgörare);
• frånvaron av antipromotorer som hindrar förstärkning eller till och med förstör mellanliggande skikt;
• strukturen för den kemiskt avsatta metallen, liksom parametrarna vid vilken denna avsättning sker.

Vakuummetallisering

Tekniken består i att spruta plast med nikrom eller aluminium med vakuum. Applicering av metall på plast med vakuum utförs i en speciell kammare.Tekniken används allmänt för att applicera en metallfilm på olika ytor, till exempel bildelar, plastbeslag, VVS-armaturer, belysningsutrustning etc. För att skydda metallen används specialfärger och lack som kännetecknas av ökad hårdhet och motståndskraft mot fukt.

Metallisering hemma

Flera tekniker är kända för att själv applicera metall på en plastbeläggning. Den billigaste av dem är kemisk. I detta fall behövs ingen specialutrustning.

De använda metallerna är silver och koppar. Den resulterande filmen kommer att vara bara några mikron i tjocklek, men den kommer att ge basen ett vackert utseende med en metallisk glans.

Kopparplätering

Slipa ner ytan innan du bearbetar. Om delen har utbuktningar (defekter) ska du försiktigt reducera dem till ingenting. Häll slipmedel på ytan och torka av ytan med en vattpinne. Om vi ​​har att göra med polyakrylater, för avfettning, behöver du en lösning av kaustisk soda, där delen blötläggs i 24 timmar. Det rekommenderas att använda bensin för avfettning av polyamider.

När produkten är avfettad tvättar vi den i destillerat vatten och sedan i en minut håller vi den i en halvprocent lösning av tennklorid och saltsyra (40 gram per liter). Denna process kallas sensibilisering. Syftet är att erhålla en film av tennhydroxid på plast.

Efter sensibilisering aktiverar vi ytan. För att göra detta, blötlägg delen i 3-4 minuter i en lösning av silvernitrat (2 gram silver per liter och 20 gram etylalkohol per liter). Därefter placerar vi produkten i en lösning som består av följande komponenter:

• kopparkarbonat - 200 gram per liter;
• glycerin (90%) - 200 gram per liter;
• kaustisk soda (20%) - 1 liter;

Lösningens temperatur bör vara 18-25 grader. Behandlingstid - 60 minuter.

Silverplätering

Vi utför preliminär behandling av plast på samma sätt som för koppar: sand och applicerar ett slipmedel. Vi tvättar ytan i tvål och vatten och sedan i destillerat vatten.

Avfett produkten med denna lösning:

• kromanhydrid - 100 gram per liter;
• järnsulfat - 10 gram per liter.

Tvätta delen efter avfettning i destillerat vatten. Vi utför sensibilisering i en lösning av tennklorid (2 gram per liter). Därefter placerar vi produkten i en lösning som innehåller sådana komponenter:

• silvernitrat - 3 gram per liter;
• kaustisk soda - 3,5 gram per liter;
• ammoniak (25%) - 8 ml per liter;
• glukos - 2,5 gram per liter.

Rekommenderad lösningstemperatur är från 18 till 25 grader. Behandlingstid - 60 minuter. Som ett resultat bör ett enhetligt och glänsande silverlager visas. Om det finns någonstans heterogeniteter, kan detta förklaras med otillräcklig avfettning av ytan. I det här fallet måste du ta bort det applicerade silveret och upprepa arbetet igen.

För att ta bort silver från plast behöver du den här lösningen:

• kromanhydrid - 10 gram per liter;
• svavelsyra - 3 gram per liter.

Det rekommenderas att bearbeta en enhetlig film med ett lackskikt som skyddar plast. Ytterligare galvanisk ytbehandling är också möjlig.