Műanyag fémezés technológiája

A műanyagok kémiai fémezése lehetővé teszi olyan ipari termékek és félkész termékek gyártását, mint például fényszűrők, nyomtatott áramköri táblák, katalizátorok, galvanizáló lemezek és még sok más. A fémezés javíthatja a műanyagok mechanikai igénybevételnek, nedvességnek és magas hőmérsékletnek való ellenálló képességét. Ezenkívül az olyan alkatrészek, amelyek műanyag és fém kombinációját használják, lényegesen kevesebb súlyú, mint a fém.

Tartalom:

• A fémezés technológiai jellemzői
• A galván bevonatok létrehozásának jellemzői
• Az anyagok tapadó tulajdonságai
• Vákuumos fémezés
• Metallizálás otthon
• Réz bevonat
• Ezüstöztetés

A fémezés technológiai jellemzői

A rézet általában rétegelt felületként használják az galvanizáláshoz. A rézréteg a műanyag csappantyújának játszik szerepet, amelynek következtében a feszültségek stabilizálódnak, amelyek elkerülhetetlenek az ilyen eltérő anyagok hőtágulási együtthatóinak jelentős különbségével.

Az alsó réteg ezenkívül krómozott vagy nikkelezett, mint az alábbi ábra mutatja.

Az ábra magyarázata:

1. Műanyag.
2. Fényes rézréteg.
3. Csiszolt rézréteg.
4. Fém kémiai lerakódás.
5. Fényes nikkelréteg.
6. Félig fényes nikkelréteg.
7. Csiszolt nikkelréteg.
8. Fényes krómréteg.
9. Konverziós réteg.
10. Csiszolt és fényes fémrétegek.

Az elektromosan vezető bevonó alrétegre alkalmazott készítmények szerkezeti jellemzői jelentősen eltérhetnek. Beszélhetünk fényes, megvilágított, velúr, feketített, patinált és más típusú filmekről. A filmek feladata nemcsak a termékek megjelenésének javítása. Például a nikkelezett bevonatok meghosszabbítják a műanyagok élettartamát. A helyzet az, hogy a nikkel képes összenyomni a műanyagot, jelentősen megerősítve ezt az anyagot.

Galván bevonat létrehozásához elektrolitra van szükség. Különböző típusú elektrolitok használhatók, beleértve:

• ragyogó réz bevonat;
• elektrolitok nikkeléshez;
• speciális kompozíciók, amelyek alapján velúr-típusú bevonatok vagy szilárd részecskékkel átfedő bevonatok készülnek.

Más fémeket, például ónot vagy cinket is használnak. Az ilyen fémek felhordása előtt azonban passziválásra van szükség, amely után egy film jelenik meg a felületen (színnel vagy anélkül). Az ilyen fóliák megvédik az anyagot a rozsdától vagy a plakktól.

A műanyagok kémiai fémezéséhez az a jellemző, hogy a fémrétegek nem rendelkeznek nagy elektromos vezetőképességgel. A vezetőképesség mindenesetre alacsonyabb, mint az elektrolit esetében. Ezért az elektrokémiai lerakódás során az alkalmazott áram sűrűségének elhanyagolhatónak kell lennie - 0,5 és 1 amper / négyzetméter között. Ha a sűrűség nagyobb, bipoláris hatás lép fel, amely a bevonat feloldódásához vezet ahhoz a helyhez, ahol a vezető szuszpenzióval érintkezésbe kerül.

Bizonyos esetekben a bevonat feloldódásának elkerülése érdekében réz vagy nikkel kerül a kémiailag lerakódott fémrétegre. És ezt alacsony elektromos áram sűrűség mellett végzik, de a következő rétegeket a szokásos módban alkalmazzák.

A galván bevonatok létrehozásának jellemzői

A galván réteg mindenekelőtt a fém korrózióval szembeni ellenálló képességét biztosítja. Elvégzésében galvanizálás az alkatrészek sűrű elektrolitokban vannak. Így ahhoz, hogy a művelet sikeres legyen, az alkatrészeket speciális súlymérőkkel lógják fel.

Az galvanizált bevonatok abban különböznek a fémből, hogy sokkal több érintkezőre lesz szükségük ezek létrehozásához. A műanyagok horganyzási folyamatát az előkészítő szakasz bonyolultsága is jellemzi, mivel ebben az esetben nehezebb biztosítani a jó tapadást.

Az anyagok tapadó tulajdonságai

Az adhézió jellemzi a különféle típusú elemek közötti tapadás minőségét (ebben az esetben a fém és a műanyag közötti tapadásról van szó). A fém- és műanyag bevonatok közötti tapadási szilárdságnak 0,8 és 1,5 kilonewton / méter között kell lennie - a hámozáshoz és 14 megapaskalkal egyenlő - a töréshez. A korszerű technológiai eszközökkel elért maximális tapadás kb. 14 kilowton / méter.

Az anyagok tapadási tulajdonságai a legösszetettebb jelenségek között vannak. Elegendő azt mondani, hogy nincs egységes elmélet, amely teljes mértékben megválaszolja az eltérő anyagok egymással való tapadásával kapcsolatos kérdéseket.

A kémiai tudomány szempontjából az adhézió egy kémiai kapcsolat a különféle típusú testek között. A kémiai kölcsönhatások a műanyag felületeken láthatók. Az ilyen felületeken vannak funkcionálisan aktív csoportok, amelyek érintkeznek fémekkel vagy bevonattal ellátott fémfelületek oxidokkal.

A molekuláris megközelítés az adhéziót úgy értelmezi, hogy az interfázisfelületen az intermolekuláris erők jelen vannak, két pólus kölcsönhatása vagy a hidrogénkötések megjelennek. Ez magyarázza például a nedves maratott polietilén filmek tapadását szárítás után.

Az elektromos elmélet szempontjából az adhéziós tulajdonságok abból fakadnak, hogy amikor egy test pár kölcsönhatásba lép, kettős elektromos réteg jelenik meg. Ennek eredményeként ez a réteg nem engedi a testeknek elmozdulni egymástól, mivel a különböző töltések kölcsönös vonzásának elektrosztatikus erői működnek.

A diffúz elmélet szerint (a legszélesebb körben elfogadott) az adhézió az intermolekuláris kölcsönhatások következtében alakul ki, amelyek különösen egyértelműen manifesztálódnak a molekuláknak a felületi rétegekbe történő kölcsönös behatolásakor. Ebben az időben megjelenik egy bizonyos közbenső réteg, amelynek eredményeként nincs nyilvánvaló határ az anyagok között.

És végül, a mechanikai elmélet magyarázza a tapadást a műanyag felület mélyedéseiben lévő kiálló fém részek horgony tapadásával. Az ilyen mélyedések nagyon kicsi a terület (néhány mikrométer), azonban amikor kémiai úton lerakódott fém kerül hozzájuk, úgynevezett mechanikus zárok jelennek meg.

Más paraméterek befolyásolják a tapadást, ideértve a következőket:

• a műanyag szilárdsági jellemzői;
• a reaktív csoportok kedvező reakcióinak jelenléte egy műanyag felületen;
• adhéziós stimulánsok jelenléte, amelyeket egyébként promótereknek hívnak (króm- és ónvegyületek, lágyítók);
• az anti-promoterek hiánya, amelyek akadályozzák a közbenső réteg megerősítését vagy akár el is pusztítják;
• a kémiailag lerakódott fém szerkezete, valamint azok a paraméterek, amelyeken ez a lerakódás megtörténik.

Vákuumos fémezés

A technológia abból áll, hogy a műanyagot nikrómmal vagy alumíniummal permetezzük vákuum alkalmazásával. A fémnek a vákuum segítségével történő műanyaggal történő felvitelét egy speciális kamrában végezzük.A technikát széles körben használják fémréteg felvitelére különféle felületekre, például autóalkatrészekre, műanyag szerelvényekre, vízvezeték szerelvényekre, világítóberendezésekre stb. A fém védelmére speciális festékeket és lakokat használnak, amelyeket fokozott keménység és nedvességállóság jellemez.

Metallizálás otthon

Számos módszer ismert a fém önálló felhordására egy műanyag bevonatra. Ezek közül a leginkább megfizethető vegyi anyagok. Ebben az esetben nincs szükség speciális felszerelésre.

Az alkalmazott fémek ezüst és réz. A kapott film csak néhány mikron vastagságú lesz, ám ez az alapnak fémes fényességgel gyönyörű megjelenést ad.

Réz bevonat

A feldolgozás előtt csiszolja meg jól és zsírtalanítsa a felületet. Ha az alkatrésznek kidobása (hibája) van, óvatosan csökkentse semmire. Öntsön a csiszolóanyagot a felületre, és törölje le egy tamponnal. Ha a zsírtalanításhoz poliakrilátokkal foglalkozunk, akkor nátrium-karbonát-oldatra van szüksége, amelyben az alkatrészt 24 órán át áztatják. A poliamidok zsírtalanításához benzint ajánlott használni.

Amikor a termék zsírtalanított, mossuk desztillált vízben, majd egy percig ón-klorid és sósav (40 gramm / liter) fél% -os oldatában tartjuk. Ezt a folyamatot szenzibilizációnak nevezzük. Célja ón-hidroxid film előállítása műanyagon.

Érzékenyítés után aktiváljuk a felületet. Ehhez 3-4 percig áztassa az alkatrészt ezüst-nitrát oldatában (2 gramm ezüst / liter és 20 gramm etil-alkohol / liter). Ezután a terméket a következő komponensekből álló oldatba helyezzük:

• réz-karbonát - 200 g / liter;
• glicerin (90%) - 200 g / liter;
• marósav (20%) - 1 liter;

Az oldat hőmérséklete 18-25 fok legyen. Feldolgozási idő - 60 perc.

Ezüstöztetés

A műanyag előzetes feldolgozását ugyanúgy hajtjuk végre, mint a réz esetében: homok, és koptatóanyagot hordunk fel. Mossuk le a felületet szappannal és vízzel, majd desztillált vízzel.

Zsírtalanítsa a terméket ezzel az oldattal:

• króm-anhidrid - 100 g / liter;
• vas-szulfát - 10 gramm literben.

A zsírtalanítás után az alkatrészt ismét mossuk desztillált vízben. Érzékenységet végezünk ón-klorid (2 gramm / liter) oldatában. Ezután a terméket olyan megoldásba helyezzük, amely tartalmazza az alábbi komponenseket:

• ezüst-nitrát - 3 gramm literben;
• maró-szóda - 3,5 gramm literben;
• ammónia (25%) - 8 ml / liter;
• glükóz - 2,5 gramm literben.

Az ajánlott oldat hőmérséklete 18-25 fok. Feldolgozási idő - 60 perc. Ennek eredményeként egyenletes és fényes ezüst rétegnek kell megjelennie. Ha valahol heterogenitások vannak, akkor ez a felület elégtelen zsírtalanításával magyarázható. Ebben az esetben távolítsa el az alkalmazott ezüstöt, és ismételje meg a munkát.

Az ezüst eltávolításához a műanyagból a következő megoldásra lesz szüksége:

• króm-anhidrid - 10 gramm literben;
• kénsav - 3 gramm literben.

Javasoljuk, hogy egy egységes fóliát lakkréteggel dolgozzon fel, amely megvédi a műanyagot. További galván felületkezelés is lehetséges.