Technologie metalizace plastů

Chemická metalizace plastů umožňuje vyrábět takové průmyslové výrobky a polotovary, jako jsou světelné filtry, desky s plošnými spoji, katalyzátory, galvanické polotovary a mnoho dalšího. Metalizace může zlepšit odolnost plastů vůči mechanickému namáhání, vlhkosti a vysoké teplotě. Navíc díly, které používají kombinaci plastu a kovu, váží podstatně méně než kov.

Obsah:

• Technologické vlastnosti metalizace
• Vlastnosti vytváření galvanických povlaků
• Adhezivní vlastnosti materiálů
• Vakuová metalizace
• Metalizace doma
• Měděné pokovování
• Stříbro

Technologické vlastnosti metalizace

Měď se nejčastěji používá jako povrchová vrstva pro galvanické pokovování. Měděná vrstva hraje roli tlumiče pro plasty, díky kterému jsou napětí stabilizována, která jsou nevyhnutelná se značným rozdílem v koeficientech tepelného napětí takových odlišných materiálů.

Spodní vrstva je dodatečně pochromována nebo poniklována, jak je uvedeno na obrázku níže.

Vysvětlení obrázku:

1. Plast.
2. Lesklá měděná vrstva.
3. Kartáčovaná měděná vrstva.
4. Chemická depozice kovů.
5. Lesklá niklová vrstva.
6. Pololesklá niklová vrstva.
7. Kartáčovaná niklová vrstva.
8. Lesklá chromová vrstva.
9. Převodová vrstva.
10. Kartáčované a lesklé kovové vrstvy.

Strukturální vlastnosti kompozic aplikovaných na elektricky vodivou potahovou podkladovou vrstvu se mohou výrazně lišit. Můžeme mluvit o filmech lesklých, vyjasněných, velurových, černěných, patinovaných a dalších typů. Úkolem filmů není jen zlepšit vzhled výrobků. Například poniklované povlaky prodlužují životnost plastů. Faktem je, že nikl je schopen stlačovat plast, což výrazně posiluje tento materiál.

K vytvoření galvanického povlaku je zapotřebí elektrolyt. Používají se různé typy elektrolytů, včetně:

• brilantní měděné pokovování;
• elektrolyty pro niklování;
• speciální kompozice, na jejichž základě se vytvářejí povlaky velurového typu nebo povlaky rozptýlené pevnými částicemi.

Používají se také jiné kovy, jako je cín nebo zinek. Před použitím takových kovů je však nutná pasivace, po které se na povrchu objeví film (s barvou nebo bez barvy). Takové fólie chrání materiál před rzí nebo plakem.

Chemická metalizace plastů je charakterizována skutečností, že kovové subvrstvy nemají vysokou elektrickou vodivost. V každém případě je vodivost nižší než v případě elektrolytu. Proto by během elektrochemické depozice měla být hustota přiváděného proudu zanedbatelná - od 0,5 do 1 ampér na čtvereční decimetr. Pokud je hustota vyšší, nastane bipolární účinek, který povede k rozpuštění povlaku poblíž místa, kde je kontakt s vodivou suspenzí.

V některých případech, aby se zabránilo rozpuštění povlaku, se měď nebo nikl nanáší na chemicky nanesenou kovovou vrstvu. A to se provádí při nízké hustotě elektrického proudu, ale následující vrstvy se aplikují v obvyklém režimu.

Vlastnosti vytváření galvanických povlaků

Galvanická vrstva především zajišťuje odolnost kovu vůči korozním procesům. Během galvanizace části jsou v hustých elektrolytech. Aby byla operace úspěšná, jsou na součástkách zavěšeny speciální váhové prostředky.

Galvanizované povlaky se liší od kovových povlaků v tom, že k jejich vytvoření bude potřeba mnohem větší počet kontaktů. Proces galvanizace plastů je také charakterizován složitostí přípravné fáze, protože v tomto případě je obtížnější zajistit dobrou přilnavost.

Adhezivní vlastnosti materiálů

Adheze charakterizuje kvalitu adheze mezi prvky různých typů (v tomto případě se jedná o adhezi mezi kovem a plastem). Adhezní síla mezi kovovými a plastovými povlaky by měla být mezi 0,8 a 1,5 kilonewtony na metr - peeling - a rovna 14 megapascalům - tahu. Maximální možná adheze dosažená moderními technologickými prostředky je přibližně 14 kilonewtonů na metr.

Adhezivní vlastnosti materiálů patří mezi nejsložitější jevy. Postačí říci, že neexistuje jediná teorie, která by plně odpovídala na všechny otázky týkající se přilnavosti odlišných materiálů k sobě navzájem.

Z pohledu chemie je adheze chemický vztah mezi různými typy těl. Na plastových površích jsou vidět chemické interakce. Na takových površích jsou funkčně aktivní skupiny, které přicházejí do styku s kovy nebo potahují kovové povrchy oxidy.

Molekulární přístup interpretuje adhezi v důsledku přítomnosti mezimolekulárních sil na povrchu fází, vzájemného působení dvou pólů nebo výskytu vodíkových vazeb. To vysvětluje například přilnavost mokrých leptaných polyethylenových filmů po vysušení.

Z pohledu elektrické teorie vznikají adhezivní vlastnosti v důsledku skutečnosti, že při vzájemném působení dvou těles se objeví dvojitá elektrická vrstva. Výsledkem je, že tato vrstva neumožňuje tělesům pohybovat se od sebe, protože elektrostatické síly vzájemného přitahování různých nábojů fungují.

Podle difuzní teorie (nejrozšířenější) dochází k adhezi v důsledku intermolekulárních interakcí, které se zvláště jasně projevují během vzájemného pronikání molekul do povrchových vrstev. V této době se objeví určitá mezivrstva, v důsledku čehož mezi jednotlivými materiály chybí zřejmá hranice.

A konečně mechanická teorie vysvětluje adhezi vyčnívajícími částmi kovu ve vybráních na plastovém povrchu pomocí adhezní kotvy. Takové prohlubně jsou v oblasti velmi malé (několik mikrometrů), ale když se do nich dostane kov nanesený chemickou metodou, objeví se tzv. Mechanické zámky.

Další parametry ovlivňují adhezi, včetně následujících:

• pevnostní vlastnosti plastů;
• přítomnost příznivých reakcí chemicky aktivních skupin na plastovém povrchu;
• přítomnost stimulátorů adheze, které se jinak nazývají promotory (sloučeniny chrómu a cínu, změkčovadla);
• nepřítomnost anti-promotorů, které brání zesílení nebo dokonce zničí mezivrstvu;
• strukturu chemicky ukládaného kovu, jakož i parametry, za kterých k tomuto ukládání dochází.

Vakuová metalizace

Technologie spočívá ve stříkání nichromu nebo hliníku na plast pomocí vakua. Aplikace kovu na plast pomocí vakua se provádí ve speciální komoře.Tato technika je široce používána pro nanášení kovového filmu na různé povrchy, například na automobilové díly, plastové kování, vodovodní armatury, osvětlovací zařízení atd. K ochraně kovu se používají speciální barvy a laky, které se vyznačují zvýšenou tvrdostí a odolností vůči vlhkosti.

Metalizace doma

Dosavadní stav techniky Je známo několik technik pro samovolnou aplikaci kovu na plastový povlak. Nejlevnější z nich je chemický. V tomto případě není potřeba žádné speciální vybavení.

Použité kovy jsou stříbro a měď. Výsledný film bude mít tloušťku jen několik mikrometrů, ale dodá základně krásný vzhled s kovovým leskem.

Měděné pokovování

Před zpracováním dobře obruste a povrch odmastěte. Pokud má součást vyboulení (vady), opatrně je omezte na nic. Nalijte na povrch brusivo a povrch otřete tamponem. Pokud se zabýváme polyakryláty, budete potřebovat odmaštění roztok hydroxidu sodného, ​​ve kterém je část namočena po dobu 24 hodin. Pro odmašťování polyamidů se doporučuje použít benzín.

Když je produkt odtučněn, omyjte jej v destilované vodě a poté jej na minutu ponecháme v polovičním roztoku chloridu cínatého a kyseliny chlorovodíkové (40 gramů na litr). Tento proces se nazývá senzibilizace. Jeho účelem je získat film hydroxidu cínu na plastu.

Po senzibilizaci povrch aktivujeme. K tomu se po dobu 3-4 minut namočí část do roztoku dusičnanu stříbrného (2 gramy stříbra na litr a 20 gramů ethylalkoholu na litr). Dále umístíme produkt do řešení sestávajícího z následujících komponent:

• uhličitan měďnatý - 200 gramů na litr;
• glycerin (90%) - 200 gramů na litr;
• louh sodný (20%) - 1 litr;

Teplota roztoku by měla být 18-25 stupňů. Doba zpracování - 60 minut.

Stříbro

Provádíme předběžné zpracování plastů stejným způsobem jako v případě mědi: písek a aplikujeme brusivo. Myjeme povrch mýdlem a vodou a poté destilovanou vodou.

Produkt odmastěte tímto roztokem:

• anhydrid chromu - 100 gramů na litr;
• síran železitý - 10 gramů na litr.

Po odmaštění tento díl znovu umyjte destilovanou vodou. Senzibilizaci provádíme v roztoku chloridu cínu (2 gramy na litr). Dále umístíme produkt do řešení, které obsahuje tyto komponenty:

• dusičnan stříbrný - 3 gramy na litr;
• žíravina - 3,5 g na litr;
• amoniak (25%) - 8 mililitrů na litr;
• glukóza - 2,5 gramu na litr.

Doporučená teplota roztoku je od 18 do 25 stupňů. Doba zpracování - 60 minut. Výsledkem by měla být rovnoměrná a lesklá stříbrná vrstva. Pokud někde existují heterogenity, lze to vysvětlit nedostatečným odmaštěním povrchu. V tomto případě je třeba odstranit použité stříbro a opakovat práci znovu.

Pro odstranění stříbra z plastu budete potřebovat toto řešení:

• anhydrid chromu - 10 gramů na litr;
• kyselina sírová - 3 gramy na litr.

Doporučuje se, aby byl rovnoměrný film ošetřen vrstvou laku, který bude chránit plast. Je také možná další galvanická povrchová úprava.