Metallisatietechnologie voor kunststoffen

Chemische metallisatie van kunststoffen maakt het mogelijk om industriële producten en halffabrikaten te produceren zoals lichtfilters, printplaten, katalysatoren, galvanische platen en nog veel meer. Metallisatie kan de weerstand van kunststoffen tegen mechanische stress, vocht en hoge temperaturen verbeteren. Bovendien wegen onderdelen die een combinatie van plastic en metaal gebruiken aanzienlijk minder dan metaal.

Inhoud:

• Technologische kenmerken van metallisatie
• Kenmerken van het creëren van galvanische coatings
• Zelfklevende eigenschappen van materialen
• Vacuümmetallisatie
• Metallisatie thuis
• Koperen beplating
• Verzilveren

Technologische kenmerken van metallisatie

Koper wordt meestal gebruikt als een onderlaagoppervlak voor galvaniseren. De koperlaag speelt de rol van een demper voor kunststof, waardoor spanningen worden gestabiliseerd, die onvermijdelijk zijn met een aanzienlijk verschil in de thermische spanningscoëfficiënten van dergelijke ongelijke materialen.

De onderlaag is bovendien verchroomd of vernikkeld, zoals aangegeven in de onderstaande afbeelding.

Uitleg voor de figuur:

1. Kunststof
2. Glanzende koperen laag.
3. Geborstelde koperen laag.
4. Chemisch afzettingsmetaal.
5. Glanzende nikkellaag.
6. Semi-glanzende nikkellaag.
7. Geborstelde nikkellaag.
8. Glans chroomlaag.
9. Conversielaag.
10. Geborstelde en glanzende metalen lagen.

De structurele kenmerken van de samenstellingen aangebracht op de elektrisch geleidende bekledingssublaag kunnen aanzienlijk variëren. We kunnen praten over films van glanzend, helder, velours, zwart, gepatineerd en andere soorten. De taak van films is niet alleen om het uiterlijk van producten te verbeteren. Vernikkelde coatings verlengen bijvoorbeeld de levensduur van kunststoffen. Het feit is dat nikkel in staat is plastic samen te drukken, waardoor dit materiaal aanzienlijk wordt versterkt.

Om een ​​galvanische coating te maken, is een elektrolyt nodig. Er zijn verschillende soorten elektrolyten gebruikt, waaronder:

• briljant koperplateren;
• elektrolyten voor vernikkelen;
• speciale samenstellingen op basis waarvan coatings van velours type of coatings afgewisseld met vaste deeltjes worden gemaakt.

Andere metalen, zoals tin of zink, worden ook gebruikt. Voordat dergelijke metalen worden aangebracht, is passivering vereist, waarna een film op het oppervlak verschijnt (met of zonder kleur). Dergelijke films beschermen het materiaal tegen roest of plaque.

Chemische metallisatie van kunststoffen wordt gekenmerkt door het feit dat metalen sublagen geen hoge elektrische geleidbaarheid hebben. In elk geval is de geleidbaarheid lager dan in het geval van elektrolyt. Daarom moet de dichtheid van de aangelegde stroom tijdens elektrochemische depositie verwaarloosbaar zijn - van 0,5 tot 1 Ampere per vierkante decimeter. Als de dichtheid hoger is, zal een bipolair effect optreden, wat zal leiden tot het oplossen van de coating in de buurt van de plaats waar contact is met de geleidende suspensie.

In sommige gevallen wordt koper of nikkel op de chemisch aangebrachte metaallaag aangebracht om het oplossen van de coating te voorkomen. En dit gebeurt bij een lage elektrische stroomdichtheid, maar de volgende lagen worden in de gebruikelijke modus aangebracht.

Kenmerken van het creëren van galvanische coatings

De galvanische laag zorgt allereerst voor de weerstand van het metaal tegen corrosie. Tijdens galvanisatie delen zitten in dichte elektrolyten. Om de operatie succesvol te laten zijn, worden dus speciale weegmiddelen aan de onderdelen gehangen.

Gegalvaniseerde coatings verschillen van metalen omdat een veel groter aantal contacten nodig zal zijn om ze te maken. Het proces van het verzinken van kunststoffen wordt ook gekenmerkt door de complexiteit van de voorbereidende fase, omdat het in dit geval moeilijker is om een ​​goede hechting te garanderen.

Zelfklevende eigenschappen van materialen

Hechting kenmerkt de kwaliteit van de hechting tussen elementen van verschillende typen (in dit geval hebben we het over hechting tussen metaal en kunststof). De hechtsterkte tussen metaal- en kunststofcoatings moet tussen 0,8 en 1,5 kilonewton per meter zijn - voor afpellen en gelijk aan 14 megapascal - voor breken. De maximaal mogelijke hechting bereikt met moderne technologische middelen is ongeveer 14 kilonewton per meter.

De kleefeigenschappen van materialen behoren tot de meest complexe fenomenen. Het volstaat te zeggen dat er geen uniforme theorie is die alle vragen over de hechting van ongelijksoortige materialen aan elkaar volledig zou beantwoorden.

Vanuit het oogpunt van de chemische wetenschap is hechting een chemische relatie tussen verschillende soorten lichamen. Chemische interacties zijn te zien op plastic oppervlakken. Op dergelijke oppervlakken zijn er functioneel actieve groepen die in contact komen met metalen of metalen oppervlakken bekleden met oxiden.

De moleculaire benadering interpreteert hechting als gevolg van de aanwezigheid van intermoleculaire krachten op het interfaseoppervlak, de interactie van twee polen of het verschijnen van waterstofbruggen. Dit verklaart bijvoorbeeld de hechting van natte geëtste polyethyleenfilms na het drogen.

Vanuit het oogpunt van de elektrische theorie ontstaan ​​hechtende eigenschappen vanwege het feit dat wanneer een paar lichamen op elkaar inwerken, een dubbele elektrische laag verschijnt. Als een resultaat laat deze laag niet toe dat lichamen van elkaar weg bewegen, omdat de elektrostatische krachten van wederzijdse aantrekking van verschillende ladingen werken.

Volgens de diffuse theorie (de meest algemeen aanvaarde) vindt adhesie plaats als gevolg van intermoleculaire interacties, die vooral duidelijk tot uiting komen tijdens de wederzijdse penetratie van moleculen in de oppervlaktelagen. Op dit moment verschijnt een bepaalde tussenlaag, waardoor een duidelijke grens tussen de materialen ontbreekt.

En ten slotte verklaart de mechanische theorie de hechting door ankerhechting van de uitstekende metalen delen in de uitsparingen op het plastic oppervlak. Dergelijke depressies zijn erg klein in oppervlakte (een paar micrometer), maar wanneer metaal dat is afgezet door een chemische methode erin terechtkomt, verschijnen zogenaamde mechanische sloten.

Andere parameters beïnvloeden de hechting, waaronder de volgende:

• sterkte-eigenschappen van kunststof;
• de aanwezigheid van gunstige reacties van chemisch actieve groepen op een plastic oppervlak;
• de aanwezigheid van hechtingstimulerende middelen, die anders promotors worden genoemd (chroom- en tinverbindingen, weekmakers);
• de afwezigheid van anti-promotors die de versterking belemmeren of zelfs de tussenlaag vernietigen;
• de structuur van het chemisch afgezette metaal, evenals de parameters waarbij deze afzetting plaatsvindt.

Vacuümmetallisatie

De technologie bestaat uit het op een plastic spuiten van nichroom of aluminium met behulp van een vacuüm. Het aanbrengen van metaal op kunststof met behulp van vacuüm wordt uitgevoerd in een speciale kamer.De techniek wordt veel gebruikt voor het aanbrengen van een metaalfilm op verschillende oppervlakken, bijvoorbeeld auto-onderdelen, plastic fittingen, sanitair, verlichtingsapparatuur, enz. Om het metaal te beschermen, worden speciale verven en vernissen gebruikt, gekenmerkt door verhoogde hardheid en weerstand tegen vocht.

Metallisatie thuis

Er zijn verschillende technieken bekend voor het zelf aanbrengen van metaal op een plastic coating. De meest betaalbare daarvan is chemisch. In dit geval is geen speciale uitrusting nodig.

De gebruikte metalen zijn zilver en koper. De resulterende film zal slechts een paar micron dik zijn, maar het zal de basis een mooie uitstraling geven met een metaalachtige glans.

Koperen beplating

Voor verwerking goed schuren en het oppervlak ontvetten. Als het onderdeel uitstulpingen vertoont (defecten), moet u deze voorzichtig tot niets reduceren. Giet schuurmiddel op het oppervlak en veeg het oppervlak af met een wattenstaafje. Als we te maken hebben met polyacrylaten, hebt u voor het ontvetten een oplossing van natriumhydroxide nodig, waarin het onderdeel 24 uur wordt geweekt. Het wordt aanbevolen om benzine te gebruiken voor het ontvetten van polyamiden.

Wanneer het product ontvet is, wassen we het in gedestilleerd water en vervolgens houden we het een minuut lang in een half procent oplossing van tinchloride en zoutzuur (40 gram per liter). Dit proces wordt sensibilisatie genoemd. Het doel is om een ​​film van tinhydroxide op plastic te verkrijgen.

Na sensibilisatie activeren we het oppervlak. Laat het gedeelte 3-4 minuten weken in een oplossing van zilvernitraat (2 gram zilver per liter en 20 gram ethylalcohol per liter). Vervolgens plaatsen we het product in een oplossing die bestaat uit de volgende componenten:

• kopercarbonaat - 200 gram per liter;
• glycerine (90%) - 200 gram per liter;
• bijtende soda (20%) - 1 liter;

De temperatuur van de oplossing moet 18-25 graden zijn. Verwerkingstijd - 60 minuten.

Verzilveren

We voeren de voorbewerking van kunststof op dezelfde manier uit als in het geval van koper: zand en breng een schuurmiddel aan. We wassen het oppervlak in zeep en water en vervolgens in gedestilleerd water.

Ontvet het product met deze oplossing:

• chroomanhydride - 100 gram per liter;
• ijzersulfaat - 10 gram per liter.

Was het onderdeel na het ontvetten opnieuw in gedestilleerd water. We voeren sensibilisatie uit in een oplossing van tinchloride (2 gram per liter). Vervolgens plaatsen we het product in een oplossing die dergelijke componenten bevat:

• zilvernitraat - 3 gram per liter;
• bijtende soda - 3,5 gram per liter;
• ammoniak (25%) - 8 milliliter per liter;
• glucose - 2,5 gram per liter.

Aanbevolen temperatuur van de oplossing is van 18 tot 25 graden. Verwerkingstijd - 60 minuten. Als gevolg hiervan zou een uniforme en glanzende zilveren laag moeten verschijnen. Als er ergens heterogeniteiten zijn, kan dit worden verklaard door onvoldoende oppervlakontvetting. In dit geval moet u het aangebrachte zilver verwijderen en het werk opnieuw herhalen.

Om zilver uit plastic te verwijderen, hebt u deze oplossing nodig:

• chroomanhydride - 10 gram per liter;
• zwavelzuur - 3 gram per liter.

Het wordt aanbevolen om een ​​uniforme film te verwerken met een vernislaag die het plastic beschermt. Verdere galvanische oppervlaktebehandeling is ook mogelijk.