Wstępne-procesy obróbki powierzchni produktów z tworzyw sztucznych
Wprowadzenie: Proces produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych obejmuje przede wszystkim cztery kluczowe etapy: formowanie formy, obróbkę powierzchni, drukowanie i montaż. Obróbka powierzchniowa jest nieodzowną częścią procesu. Aby zwiększyć przyczepność powłok i zapewnić przewodzącą warstwę bazową do powlekania,-niezbędne są procesy obróbki wstępnej.
Wstępna obróbka powierzchni-produktów z tworzyw sztucznych
Obejmuje głównie obróbkę powłokową i obróbkę galwaniczną. Ogólnie rzecz biorąc, tworzywa sztuczne mają wysoką krystaliczność, niską lub żadną polarność i niską energię powierzchniową, co może wpływać na przyczepność powłok. Ponieważ tworzywa sztuczne są-izolatorami nieprzewodzącymi, nie można bezpośrednio zastosować standardowych procesów galwanizacji na ich powierzchniach. Dlatego przed obróbką powierzchni wymagana jest{{4} niezbędna obróbka wstępna, aby poprawić przyczepność powłok i zapewnić przewodzącą warstwę bazową o dobrej sile wiązania do powlekania.
Przygotowanie-przed powłoką
Obróbka-wstępna obejmuje odtłuszczanie powierzchni z tworzywa sztucznego w celu usunięcia plam oleju i środków antyadhezyjnych, a także aktywację powierzchni z tworzywa sztucznego w celu poprawy przyczepności powłoki.
Odtłuszczanie
Odtłuszczanie wyrobów z tworzyw sztucznych przebiega podobnie jak w przypadku wyrobów metalowych. Można go przeprowadzić stosując rozpuszczalniki organiczne lub alkaliczne roztwory wodne zawierające środki powierzchniowo czynne. Odtłuszczanie rozpuszczalnikami organicznymi nadaje się do usuwania wosków, tłuszczów i innych zanieczyszczeń organicznych z powierzchni plastikowych. Stosowane rozpuszczalniki nie powinny rozpuszczać, pęcznieć ani pękać plastiku, mieć niską temperaturę wrzenia, być lotne, nie-toksyczne i nie-palne.
Alkaliczne roztwory wodne nadają się do odtłuszczania tworzyw sztucznych-odpornych na działanie zasad. Roztwory te zawierają sodę kaustyczną, sole alkaliczne i różne środki powierzchniowo czynne. Najczęściej stosowane środki powierzchniowo czynne to seria OP, takie jak etoksylaty alkilofenoli, które nie pienią się i nie pozostawiają śladów na powierzchni tworzywa sztucznego.
Aktywacja powierzchni
Aktywacja ma na celu poprawę właściwości powierzchniowych tworzyw sztucznych poprzez wytworzenie grup polarnych lub szorstkowanie powierzchni w celu poprawy zwilżania i adsorpcji powłok. Metody aktywacji powierzchni obejmują utlenianie chemiczne, utlenianie płomieniowe, trawienie w oparach rozpuszczalników i utlenianie wyładowaniami koronowymi. Wśród nich najczęściej stosowane jest utlenianie chemiczne. Typowym preparatem do obróbki kwasem chromowym jest dwuchromian potasu 4,5%, woda 8,0% i stężony kwas siarkowy (powyżej 96%) 87,5%.
Niektóre produkty z tworzyw sztucznych, takie jak polistyren i tworzywa ABS, można powlekać bezpośrednio bez chemicznej obróbki utleniającej. Jednak w przypadku powłok-o wyższej jakości nadal można zastosować utlenianie chemiczne. Przykładowo, po odtłuszczeniu tworzywa ABS można wytrawić rozcieńczonym roztworem kwasu chromowego. Typowym preparatem jest kwas chromowy 420 g/L i kwas siarkowy (ciężar właściwy 1,83) 200 ml/L. Typowy proces polega na zanurzeniu w temperaturze 65–70 stopni na 5–10 minut, a następnie płukaniu i suszeniu. Zaletą obróbki kwasem chromowym jest jego równomierne pokrycie, nawet na produktach o skomplikowanych kształtach. Wady obejmują zagrożenia operacyjne i obawy dotyczące zanieczyszczenia środowiska.
Przygotowanie-przed powlekaniem
Celem-obróbki wstępnej przed galwanizacją jest poprawa przyczepności warstwy galwanicznej do powierzchni tworzywa sztucznego i utworzenie przewodzącej metalowej warstwy podstawowej. Proces-obróbki wstępnej obejmuje głównie mechaniczne szorstkowanie, odtłuszczanie chemiczne, szorstkowanie chemiczne, uczulanie, aktywację, redukcję i powlekanie bezprądowe. Pierwsze trzy etapy mają na celu zwiększenie przyczepności galwanicznej, natomiast cztery ostatnie mają na celu utworzenie przewodzącej metalowej warstwy bazowej.
Chropowatość mechaniczna i szorstkowanie chemiczne
Chropowatość mechaniczna i chemiczna to metody mechanicznego lub chemicznego szorstkowania powierzchni tworzywa sztucznego, zwiększające powierzchnię styku warstwy galwanicznej z podłożem. Ogólnie rzecz biorąc, siła wiązania osiągnięta przez szorstkowanie mechaniczne wynosi tylko około 10% siły wiązania osiąganej poprzez szorstkowanie chemiczne.
Odtłuszczanie chemiczne
Metody odtłuszczania powierzchni z tworzyw sztucznych przed powlekaniem są takie same, jak w przypadku wstępnej-obróbki powłok.
Uczulenie
Uczulanie polega na adsorbowaniu substancji łatwo utleniających się, takich jak chlorek cynawy czy trójchlorek tytanu, na powierzchni tworzywa sztucznego, która ma określoną zdolność adsorpcji. Podczas aktywacji zaadsorbowane substancje ulegają utlenieniu, natomiast aktywator ulega redukcji, tworząc na powierzchni zarodki katalityczne. Sensytyzacja stanowi podstawę do późniejszego bezprądowego powlekania warstwy metalu.
Aktywacja
Aktywacja polega na potraktowaniu uczulonej powierzchni roztworem zawierającym aktywne katalitycznie związki metali. Zasadniczo produkt zaadsorbowany środkiem redukującym zanurza się w roztworze wodnym zawierającym sole metali szlachetnych jako utleniacze. Jony metali szlachetnych są redukowane przez Sn²⁺, a zredukowany metal szlachetny osadza się na powierzchni w postaci cząstek koloidalnych, wykazując silną aktywność katalityczną. Po zanurzeniu takiej powierzchni w roztworze do galwanizacji bezprądowej cząstki te służą jako centra katalityczne, przyspieszając reakcję galwanizacji bezprądowej.
Leczenie redukcyjne
Po aktywacji i dokładnym spłukaniu wodą, produkt zanurza się w roztworze środka redukującego stosowanego w galwanizacji bezprądowej w celu usunięcia pozostałości aktywatora. Ten etap nazywa się leczeniem redukcyjnym. Do bezprądowego miedziowania stosuje się roztwór formaldehydu, natomiast do bezprądowego niklowania stosuje się roztwór podfosforynu sodu.
Powlekanie bezprądowe
Celem powlekania bezprądowego jest wytworzenie na powierzchni tworzywa sztucznego przewodzącej warstwy metalu, tworzącej warunki do galwanizacji warstw metalu. Dlatego powlekanie bezprądowe jest krytycznym etapem powlekania wyrobów z tworzyw sztucznych.