Muovien metallointitekniikka

Muovien kemiallinen metallointi antaa meille mahdollisuuden tuottaa sellaisia ​​teollisuustuotteita ja puolivalmiita tuotteita kuin valosuodattimet, piirilevyt, katalysaattorit, galvaaniset aihiot ja paljon muuta. Metallisaatio voi parantaa muovien vastustuskykyä mekaaniselle rasitukselle, kosteudelle ja korkeille lämpötiloille. Lisäksi osat, joissa käytetään muovin ja metallin yhdistelmää, painavat huomattavasti vähemmän kuin metalli.

sisältö:

• Metalloinnin tekniset ominaisuudet
• Galvaanisten pinnoitteiden luomisen piirteet
• Materiaalien tarttuvuusominaisuudet
• Tyhjiömetallointi
• Metallisaatio kotona
• Kuparipinnoitus
• Hopeointi

Metalloinnin tekniset ominaisuudet

Kupari käytetään useimmiten alikerrospinnana galvanoinnissa. Kuparikerros on muovin vaimentimen rooli, jonka takia jännitykset vakautuvat, mikä on väistämätöntä merkittävien erojen kanssa tällaisten erilaisten materiaalien lämpöjännityskertoimissa.

Alakerros on lisäksi kromattu tai nikkelöity, kuten alla olevassa kuvassa on osoitettu.

Kuvion selitykset:

1. Muovia.
2. Kiiltävä kuparikerros.
3. Harjattu kuparikerros.
4. Kemiallinen laskeuma metalli.
5. Kiiltävä nikkelikerros.
6. Puolikiiltävä nikkelikerros.
7. Harjattu nikkelikerros.
8. Kiiltävä kromikerros.
9. Muunnoskerros.
10. Harjatut ja kiiltävät metallikerrokset.

Sähköä johtavaan päällyskerrokseen levitettyjen koostumusten rakenneominaisuudet voivat vaihdella merkittävästi. Voimme puhua kiiltävistä, selkeytetyistä, veluurisista, mustatuista, patinoiduista ja muista elokuvista. Elokuvien tehtävänä ei ole vain parantaa tuotteiden ulkonäköä. Esimerkiksi nikkelipinnoitetut pinnoitteet pidentävät muovien käyttöikää. Tosiasia on, että nikkeli pystyy puristamaan muovia, lujittaen tätä materiaalia merkittävästi.

Galvaanisen pinnoitteen luomiseksi tarvitaan elektrolyytti. Käytettyjä elektrolyyttejä on erityyppisiä, mukaan lukien:

• loistava kuparipinnoitus;
• elektrolyytit nikkelipinnoitukseen;
• erityiset koostumukset, joiden perusteella luodaan samettityyppisiä pinnoitteita tai kiinteiden hiukkasten kanssa väliin levitettyjä pinnoitteita.

Käytetään myös muita metalleja, kuten tinaa tai sinkkiä. Ennen tällaisten metallien levittämistä vaaditaan kuitenkin passivointi, jonka jälkeen pinnalle tulee kalvo (värillinen tai ilman). Tällaiset kalvot suojaavat materiaalia ruostetta tai plakkia.

Muovien kemialliselle metalloinnille on tunnusomaista se, että metalliosakerroksilla ei ole suurta sähkönjohtavuutta. Joka tapauksessa johtavuus on alhaisempi kuin elektrolyytin tapauksessa. Siksi sähkökemiallisen kerrostumisen aikana käytetyn virran tiheyden tulisi olla vähäinen - 0,5-1 ampeeria neliömetriä kohti. Jos tiheys on suurempi, syntyy bipolaarinen vaikutus, joka johtaa pinnoitteen liukenemiseen lähelle sitä kohtaa, jossa on kosketus johtavan suspension kanssa.

Joissain tapauksissa päällysteen liukenemisen välttämiseksi levitetään kuparia tai nikkeliä kemiallisesti kerrostettuun metallikerrokseen. Ja tämä tehdään alhaisella sähkövirran tiheydellä, mutta seuraavat kerrokset levitetään tavallisessa tilassa.

Galvaanisten pinnoitteiden luomisen piirteet

Galvaaninen kerros varmistaa ensinnäkin metallin kestävyyden korroosioprosesseille. Suorittaessaan Pinnoitus osat ovat tiheässä elektrolyytissä. Joten operaatio onnistuu, osiin ripustetaan erityisiä painotusaineita.

Galvanoidut pinnoitteet eroavat metallisista pinnoitteista siinä, että niiden luomiseen tarvitaan paljon suurempi määrä koskettimia. Muovien galvanointiprosessille on tunnusomaista myös valmistusvaiheen monimutkaisuus, koska tässä tapauksessa on vaikeampaa varmistaa hyvä tarttuvuus.

Materiaalien tarttuvuusominaisuudet

Tarttuvuus luonnehtii erityyppisten elementtien välistä tarttuvuutta (tässä tapauksessa puhutaan metallin ja muovin välisestä tarttumisesta). Tartuntalujuuden metalli- ja muovipinnoitteiden välillä tulisi olla välillä 0,8–1,5 kilotonnia metriä kohden - kuorinnan aikana ja yhtä suuri kuin 14 megapaskalia - murtumiseen. Maksimi mahdollinen tarttuvuus, joka saavutetaan nykyaikaisilla teknologisilla keinoilla, on noin 14 kilonewtonia metriä kohti.

Materiaalien tarttuvuusominaisuudet ovat monimutkaisimpia ilmiöitä. Riittää, kun sanotaan, ettei ole olemassa yhtenäistä teoriaa, joka vastaisi täysin kaikkiin kysymyksiin, jotka koskevat erilaisten materiaalien tarttumista toisiinsa.

Kemiallisen tieteen kannalta tarttuvuus on kemiallinen suhde erityyppisten kehon välillä. Kemialliset vuorovaikutukset näkyvät muovipinnoilla. Tällaisilla pinnoilla on toiminnallisesti aktiivisia ryhmiä, jotka joutuvat kosketuksiin metallien kanssa tai pinnoittavat metallipinnat oksideilla.

Molekyylilähestymistapa tulkitsee adheesion seurauksena molekyylien välisistä voimista, jotka esiintyvät vaiheiden välisellä pinnalla, kahden navan vuorovaikutuksesta tai vety sidosten esiintymisestä. Tämä selittää esimerkiksi märkien syövytettyjen polyeteenikalvojen tarttumisen kuivauksen jälkeen.

Sähköteorian kannalta tarttuvuusominaisuudet syntyvät siitä syystä, että kun pari paria vuorovaikutuksessa, kaksinkertainen sähkökerros tulee esiin. Seurauksena on, että tämä kerros ei salli kappaleiden siirtyä pois toisistaan, koska eri varausten keskinäisen vetovoiman sähköstaattiset voimat toimivat.

Hajateorian (laajimmin hyväksytty) mukaan tarttuminen tapahtuu molekyylien välisistä vuorovaikutuksista, jotka ilmenevät erityisen selvästi molekyylien keskinäisen tunkeutumisen aikana pintakerroksiin. Tällä hetkellä tietty välikerros ilmestyy, minkä seurauksena materiaalien välillä ei ole selvää rajaa.

Ja lopuksi, mekaaninen teoria selittää kiinnittymisen ankkuriliima-aineella muovipinnan syvennyksiin. Tällaiset syvennykset ovat pinta-alaltaan hyvin pieniä (muutama mikrometri), mutta kun kemiallisella menetelmällä kerrostettu metalli joutuu niihin, niin kutsuttuja mekaanisia lukkoja ilmestyy.

Muut parametrit vaikuttavat tarttuvuuteen, mukaan lukien seuraavat:

• muovin lujuusominaisuudet;
• kemiallisesti aktiivisten ryhmien suotuisten reaktioiden esiintyminen muovipinnalla;
• tarttumisstimulanttien, joita kutsutaan muuten promoottoreiksi (kromi- ja tinayhdisteet, pehmittimet), läsnäolo;
• antipromoottorien puuttuminen, jotka estävät vahvistusta tai jopa tuhoavat välikerroksen;
• kemiallisesti saostetun metallin rakenne sekä parametrit, joilla tämä laskeuma tapahtuu.

Tyhjiömetallointi

Teknologia koostuu nikromin tai alumiinin suihkuttamisesta muoville tyhjöllä. Metallin levitys muoviin tyhjiöllä suoritetaan erityisessä kammiossa.Tekniikkaa käytetään laajasti metallikalvon levittämiseen erilaisiin pintoihin, esimerkiksi autoosiin, muoviosiin, putkistoon, valaisimiin jne. Metallin suojaamiseksi käytetään erikoismaaleja ja -lakkeja, joille on ominaista lisääntynyt kovuus ja kosteudenkestävyys.

Metallisaatio kotona

Tunnetaan useita tekniikoita metallin itse levittämiseksi muovipinnoitteelle. Niistä edullisin on kemiallinen. Tässä tapauksessa mitään erityisiä laitteita ei tarvita.

Käytetyt metallit ovat hopea ja kupari. Tuloksena olevan kalvon paksuus on vain muutama mikroni, mutta se antaa pohjalle kauniin ilmeen metallisella kiillolla.

Kuparipinnoitus

Ennen käsittelyä hio hyvin ja rasvaa pinta. Jos osassa on kohoumia (vikoja), vähennä ne huolellisesti tyhjäksi. Kaada hioma-aine pintaan ja pyyhi pinta pyyhkeellä. Jos kyse on polyakrylaateista, rasvanpoistoon tarvitset emäksisen soodan liuosta, jossa osaa kastetaan 24 tuntia. Polyamidien rasvanpoistoon on suositeltavaa käyttää bensiiniä.

Kun tuote on rasvatonta, pestään se tislatulla vedellä ja pidetään sitten minuutin ajan tinakloridin ja suolahapon puoliprosenttiliuoksessa (40 grammaa litrassa). Tätä prosessia kutsutaan herkistykseksi. Sen tarkoituksena on saada tinahydroksidikalvo muoviin.

Herkistymisen jälkeen aktivoimme pinnan. Tätä varten liota osaa 3-4 minuutin ajan hopeanitraattiliuoksessa (2 grammaa hopeaa litraa kohti ja 20 grammaa etyylialkoholia litraa kohti). Seuraavaksi asetamme tuotteen ratkaisuun, joka koostuu seuraavista komponenteista:

• kuparikarbonaatti - 200 grammaa litrassa;
• glyseriini (90%) - 200 grammaa litrassa;
• kaustinen sooda (20%) - 1 litra;

Liuoksen lämpötilan tulisi olla 18-25 astetta. Käsittelyaika - 60 minuuttia.

Hopeointi

Suoritamme muovin esikäsittelyn samalla tavalla kuin kuparin tapauksessa: hiekkaa ja levitämme hioma-ainetta. Pestään pinta saippualla ja vedellä ja sitten tislatussa vedessä.

Rasvan poistaminen tuotteella tällä liuoksella:

• kromianhydridi - 100 grammaa litrassa;
• rautasulfaatti - 10 grammaa litrassa.

Pese rasvanpoiston jälkeen osa uudelleen tislatulla vedellä. Suoritamme herkistymisen tinakloridiliuoksessa (2 grammaa litrassa). Seuraavaksi sijoitamme tuotteen ratkaisuun, joka sisältää tällaiset komponentit:

• hopeanitraatti - 3 grammaa litrassa;
• kaustinen sooda - 3,5 grammaa litrassa;
• ammoniakki (25%) - 8 millilitraa litraa kohti;
• glukoosi - 2,5 grammaa litrassa.

Suositeltava liuoslämpötila on 18-25 astetta. Käsittelyaika - 60 minuuttia. Seurauksena tulisi olla tasainen ja kiiltävä hopeakerros. Jos jossain on epähomogeenisuuksia, tämä selitetään riittämättömällä pinnan rasvanpoistolla. Tässä tapauksessa sinun on poistettava levitetty hopea ja toista työ uudelleen.

Hopean poistamiseksi muovista tarvitset seuraavan ratkaisun:

• kromianhydridi - 10 grammaa litrassa;
• rikkihappo - 3 grammaa litrassa.

On suositeltavaa käsitellä tasainen kalvo lakkakerroksella, joka suojaa muovia. Lisä galvaaninen pintakäsittely on myös mahdollista.