Metalliseringsteknologi i plast

Kemisk metallisering af plast gør det muligt at fremstille sådanne industriprodukter og halvfabrikata som lette filtre, trykte kredsløbskort, katalysatorer, galvaniseringsemner og meget mere. Metallisering kan forbedre plastens modstand mod mekanisk belastning, fugtighed og høj temperatur. Derudover vejer dele, der bruger en kombination af plast og metal, væsentligt mindre end metal.

Indhold:

• Teknologiske træk ved metallisering
• Funktioner ved oprettelse af galvaniske belægninger
• Materialers klæbende egenskaber
• Vakuummetallisering
• Metallisering derhjemme
• Kobberbelægning
• Sølvbelægning

Teknologiske træk ved metallisering

Kobber bruges ofte som underlag til overfladebehandling. Kobberlaget spiller rollen som en spjæld for plast, som stabiliserer de spændinger, der er uundgåelige med en betydelig forskel i de termiske spændingskoefficienter for sådanne forskellige materialer.

Underlaget er derudover forkromet eller forniklet som angivet i figuren herunder.

Forklaringer til figuren:

1. Plast.
2. Glanset kobberlag.
3. Børstet kobberlag.
4. Kemisk deponeringsmetal.
5. Glanset nikkellag.
6. Halvblankt nikkellag.
7. Børstet nikkellag.
8. Glanset kromlag.
9. Konverteringslag.
10. Børstede og skinnende metalliske lag.

De strukturelle træk ved sammensætningerne påført den elektrisk ledende belægning underlag kan variere betydeligt. Vi kan tale om film af skinnende, lysende, velour, sorte, patinerede og andre typer. Filmens opgave er ikke kun at forbedre udseendet af produkter. For eksempel forlænger forniklede belægninger plastens levetid. Faktum er, at nikkel er i stand til at komprimere plast, hvilket væsentligt styrker dette materiale.

For at skabe en galvanisk belægning er der brug for en elektrolyt. Der er forskellige typer elektrolytter, der bruges, herunder:

• strålende kobberbelægning;
• elektrolytter til nikkelbelægning;
• specielle sammensætninger på grundlag af hvilke velour-type belægninger eller belægninger ispedd med faste partikler dannes.

Andre metaller, såsom tin eller zink, bruges også. Før påføring af sådanne metaller kræves der dog passivering, hvorefter en film vises på overfladen (med eller uden farve). Sådanne film beskytter materialet mod rust eller plak.

Kemisk metallisering af plast er kendetegnet ved, at metalunderlag ikke har høj elektrisk ledningsevne. Under alle omstændigheder er konduktiviteten lavere end for elektrolyt. Under elektrokemisk afsætning bør tætheden af ​​den påførte strøm derfor være ubetydelig - fra 0,5 til 1 amper per kvadrat decimeter. Hvis densiteten er højere, forekommer en bipolær virkning, hvilket vil føre til opløsning af belægningen nær det sted, hvor der er kontakt med den ledende suspension.

I nogle tilfælde påføres kobber eller nikkel for at undgå opløsning af belægningen på det kemisk afsatte metallag. Og dette gøres ved en lav elektrisk strømtæthed, men de efterfølgende lag påføres i den sædvanlige tilstand.

Funktioner ved oprettelse af galvaniske belægninger

Det galvaniske lag sikrer først og fremmest metalets modstand mod korrosionsprocesser. Ved udførelse galvanisering dele er i tæt elektrolytter. For at operationen skal være vellykket hænges der specielt vægtningsmidler på delene.

Elektropletterede belægninger adskiller sig fra metalliske, idet der er behov for et meget større antal kontakter for at skabe dem. Fremgangsmåden med galvanisering af plast er også kendetegnet ved kompleksiteten i den forberedende fase, da det i dette tilfælde er vanskeligere at sikre god vedhæftning.

Materialers klæbende egenskaber

Vedhæftning karakteriserer kvaliteten af ​​vedhæftning mellem elementer af forskellige typer (i dette tilfælde taler vi om vedhæftning mellem metal og plast). Adhæsionsstyrken mellem metal- og plastbelægninger skal være mellem 0,8 og 1,5 kiloton pr. Meter - til skrælning og lig med 14 megapascal - for brud. Den maksimale mulige vedhæftning opnået med moderne teknologiske midler er ca. 14 kiloton pr. Meter.

Materialernes klæbemæssige egenskaber er blandt de mest komplekse fænomener. Det er tilstrækkeligt at sige, at der ikke er nogen samlet teori, der fuldt ud vil besvare alle spørgsmål vedrørende vedhæftning af forskellige materialer til hinanden.

Set fra kemisk videnskab er vedhæftning et kemisk forhold mellem forskellige typer legemer. Kemiske interaktioner kan ses på plastoverflader. På sådanne overflader er der funktionelt aktive grupper, der kommer i kontakt med metaller eller belægger metaloverflader med oxider.

Den molekylære tilgang fortolker vedhæftning som en konsekvens af tilstedeværelsen af ​​intermolekylære kræfter på interfaseoverfladen, samspillet mellem to poler eller udseendet af brintbindinger. Dette forklarer for eksempel vedhæftningen af ​​våd ætsede polyethylenfilm efter tørring.

Ud fra elektrisk teori-synspunkt opstår klæbemæssige kvaliteter på grund af det faktum, at når et par legemer samvirker, vises et dobbelt elektrisk lag. Som et resultat tillader dette lag ikke legemer at bevæge sig væk fra hinanden, da de elektrostatiske kræfter til gensidig tiltrækning af forskellige ladninger fungerer.

I henhold til den diffuse teori (den mest accepterede) forekommer adhæsion på grund af intermolekylære interaktioner, som især tydelig manifesteres under den gensidige penetration af molekyler i overfladelagene. På dette tidspunkt vises et vist mellemliggende lag, hvilket resulterer i, at der mangler en åbenlys grænse mellem materialerne.

Og til sidst forklarer den mekaniske teori vedhæftningen ved ankeradhæsion af de fremspringende metaldele i fordybningerne på plastoverfladen. Sådanne fordybninger er meget små i området (flere mikrometer), men når metal, der deponeres ved hjælp af en kemisk metode, kommer ind i dem, vises såkaldte mekaniske låse.

Andre parametre påvirker vedhæftningen, herunder følgende:

• styrke egenskaber af plast;
• tilstedeværelsen af ​​gunstige reaktioner fra kemisk aktive grupper på en plastisk overflade;
• tilstedeværelsen af ​​adhæsionsstimulerende stoffer, der ellers kaldes promotorer (krom- og tinforbindelser, blødgørere);
• fraværet af antipromotorer, der hindrer styrkelse eller endda ødelægger mellemlaget;
• strukturen af ​​det kemisk afsatte metal såvel som de parametre, hvorpå denne afsætning sker.

Vakuummetallisering

Teknologien består i at sprøjte plastik med nichrom eller aluminium ved hjælp af et vakuum. Påføring af metal på plast ved anvendelse af vakuum udføres i et specielt kammer.Teknikken bruges i vid udstrækning til påføring af en metalfilm på forskellige overflader, f.eks. Bildele, plastikarmaturer, VVS-inventar, belysningsudstyr osv. For at beskytte metallet bruges specielle malinger og lakker, der er kendetegnet ved øget hårdhed og modstand mod fugt.

Metallisering derhjemme

Flere teknikker er kendt til selvpåføring af metal på en plastbelægning. Den mest overkommelige af dem er kemisk. I dette tilfælde er der ikke behov for noget specielt udstyr.

De anvendte metaller er sølv og kobber. Den resulterende film vil kun være et par mikrometer i tykkelse, men den vil give basen et smukt look med en metallisk glans.

Kobberbelægning

Før bearbejdning skal du sandes godt og affedt overfladen. Hvis delen har buler (defekter), skal du reducere dem forsigtigt til intet. Hæld slibemiddel på overfladen, og tør overfladen med en vatpind. Hvis vi har at gøre med polyacrylater, skal du til affedtning have brug for en opløsning af kaustisk soda, hvor delen blødgøres i 24 timer. Det anbefales at bruge benzin til affedtning af polyamider.

Når produktet affedtes, vaskes det i destilleret vand, og derefter opbevares det i et minut i en halv procent opløsning af tinchlorid og saltsyre (40 gram pr. Liter). Denne proces kaldes sensibilisering. Dets formål er at få en film af tinhydroxid på plast.

Efter sensibilisering aktiverer vi overfladen. For at gøre dette, blødgør du i 3-4 minutter delen i en opløsning af sølvnitrat (2 gram sølv pr. Liter og 20 gram ethylalkohol pr. Liter). Dernæst placerer vi produktet i en opløsning, der består af følgende komponenter:

• kobbercarbonat - 200 gram pr. liter;
• glycerol (90%) - 200 gram pr. liter;
• kaustisk soda (20%) - 1 liter;

Opløsningens temperatur skal være 18-25 grader. Behandlingstid - 60 minutter.

Sølvbelægning

Vi udfører en foreløbig forarbejdning af plast på samme måde som for kobber: sand og påfører et slibemiddel. Vi vasker overfladen i sæbe og vand og derefter i destilleret vand.

Affedt produktet med denne opløsning:

• chromanhydrid - 100 gram pr. liter;
• jernsulfat - 10 gram pr. liter.

Efter affedtning vaskes delen igen i destilleret vand. Vi udfører sensibilisering i en opløsning af tinchlorid (2 gram pr. Liter). Dernæst placerer vi produktet i en løsning, der indeholder sådanne komponenter:

• sølvnitrat - 3 gram pr. liter;
• kaustisk soda - 3,5 gram pr. liter;
• ammoniak (25%) - 8 ml pr. liter;
• glukose - 2,5 gram pr. liter.

Den anbefalede opløsningstemperatur er fra 18 til 25 grader. Behandlingstid - 60 minutter. Som et resultat skulle et ensartet og skinnende sølvlag vises. Hvis der et sted er heterogeniteter, kan dette forklares ved utilstrækkelig affedtning af overfladen. I dette tilfælde skal du fjerne det påførte sølv og gentage arbejdet igen.

For at fjerne sølv fra plastik har du brug for denne løsning:

• chromanhydrid - 10 gram pr. liter;
• svovlsyre - 3 gram pr. liter.

Det anbefales at behandle en ensartet film med et laklag, der beskytter plast. Yderligere galvanisk overfladebehandling er også mulig.