Plastikų metalizacijos technologija

Cheminis plastikų metalizavimas leidžia gaminti tokius pramonės produktus ir pusgaminius kaip šviesos filtrai, spausdintinės plokštės, katalizatoriai, galvaninio paviršiaus ruošiniai ir daug daugiau. Metalizavimas gali pagerinti plastikų atsparumą mechaniniam poveikiui, drėgmei ir aukštai temperatūrai. Be to, dalys, kuriose naudojamas plastiko ir metalo derinys, sveria žymiai mažiau nei metalas.

Turinys:

• Metalizacijos technologinės savybės
• Galvaninių dangų kūrimo ypatybės
• Medžiagų lipniosios savybės
• Vakuuminė metalizacija
• Metalizacija namuose
• Vario dengimas
• Sidabrinė danga

Metalizacijos technologinės savybės

Varis dažniausiai naudojamas kaip apatinis sluoksnis galvanizuojant. Vario sluoksnis vaidina plastiko sklendės vaidmenį, kuris stabilizuoja įtempius, kurie yra neišvengiami, esant dideliam skirtingų tokių medžiagų šiluminio įtempio koeficientų skirtumui.

Kaip parodyta paveikslėlyje, papildomas sluoksnis yra padengtas chromu arba nikeliu.

Paveikslėlio paaiškinimai:

1. Plastikiniai.
2. Blizgus vario sluoksnis.
3. Nušveistas vario sluoksnis.
4. Cheminis nusodinimo metalas.
5. Blizgus nikelio sluoksnis.
6. Pusiau blizgus nikelio sluoksnis.
7. Nušveistas nikelio sluoksnis.
8. Blizgus chromo sluoksnis.
9. Konversijos sluoksnis.
10. Šepetys ir blizgūs metalo sluoksniai.

Elektrai laidžios dangos sluoksniui tepti naudojamos kompozicijos gali labai skirtis. Mes galime kalbėti apie blizgančius, pašviesintus, veliūrinius, pajuodintus, pataisytus ir kitus filmus. Filmų užduotis yra ne tik pagerinti gaminių išvaizdą. Pavyzdžiui, nikeliuotos dangos prailgina plastikų tarnavimo laiką. Faktas yra tas, kad nikelis sugeba suspausti plastiką, žymiai sustiprindamas šią medžiagą.

Norint sukurti galvaninę dangą, reikia elektrolito. Naudojami skirtingi elektrolitų tipai, įskaitant:

• puikus dengimas variu;
• nikeliavimo elektrolitai;
• specialios kompozicijos, kurių pagrindu kuriamos veliūrinės dangos arba dangos, įsiterpusios į kietąsias daleles.

Taip pat naudojami kiti metalai, tokie kaip alavas ar cinkas. Tačiau prieš dengiant tokius metalus reikia pasyvuoti, po kurio paviršiaus atsiranda plėvelė (su spalva arba be jos). Tokios plėvelės apsaugo medžiagą nuo rūdžių ar apnašų.

Cheminiam plastikų metalizavimui būdinga tai, kad metalo sluoksniai neturi aukšto elektrinio laidumo. Bet kokiu atveju, laidumas yra mažesnis nei elektrolito atveju. Todėl atliekant elektrocheminį nusodinimą naudojamos srovės tankis turėtų būti nereikšmingas - nuo 0,5 iki 1 Ampere už kvadratinį decimetrą. Jei tankis yra didesnis, atsiras bipolinis efektas, dėl kurio danga ištirps toje vietoje, kur yra kontaktas su laidžia suspensija.

Kai kuriais atvejais, siekiant išvengti dangos ištirpimo, varis arba nikelis dedamas ant chemiškai nusodinto metalo sluoksnio. Ir tai daroma esant mažam elektros srovės tankiui, tačiau vėlesni sluoksniai yra taikomi įprastu režimu.

Galvaninių dangų kūrimo ypatybės

Galvaninis sluoksnis pirmiausia užtikrina metalo atsparumą korozijos procesams. Per cinkavimas dalys yra tankiuose elektrolituose. Taigi, kad operacija būtų sėkminga, ant dalių pakabintos specialios svėrimo priemonės.

Galvaninės dangos nuo metalinių skiriasi tuo, kad joms sukurti reikės daug daugiau kontaktų. Plastikų cinkavimo procesas taip pat pasižymi parengiamojo etapo sudėtingumu, nes tokiu atveju sunkiau užtikrinti gerą sukibimą.

Medžiagų lipniosios savybės

Sukibimas apibūdina sukibimo tarp skirtingų tipų elementų kokybę (šiuo atveju mes kalbame apie sukibimą tarp metalo ir plastiko). Sukibimo stiprumas tarp metalinių ir plastikinių dangų turėtų būti nuo 0,8 iki 1,5 kilovatų metrui - nulupti ir lygus 14 megapaskalių - sulaužymui. Didžiausias įmanomas sukibimas, pasiektas šiuolaikinėmis technologinėmis priemonėmis, yra maždaug 14 kilovatų metrui.

Medžiagų lipniosios savybės yra vienas sudėtingiausių reiškinių. Pakanka pasakyti, kad nėra vieningos teorijos, kuri visiškai atsakytų į visus klausimus, susijusius su skirtingų medžiagų sukibimu viena su kita.

Chemijos mokslo požiūriu, adhezija yra cheminis ryšys tarp skirtingų tipų kūnų. Ant plastikinių paviršių galima pastebėti cheminę sąveiką. Ant tokių paviršių yra funkciškai aktyvių grupių, kurios liečiasi su metalais arba padengia metalų paviršius oksidais.

Molekulinis požiūris sukibimą interpretuoja kaip tarpmolekulinių jėgų buvimą tarpfaziniame paviršiuje, dviejų polių sąveiką arba vandenilio jungčių atsiradimą. Tai paaiškina, pavyzdžiui, šlapių išgraviruotų polietileno plėvelių sukibimą po džiovinimo.

Elektros teorijos požiūriu, lipniosios savybės atsiranda dėl to, kad kai kūnų pora sąveikauja, atsiranda dvigubas elektrinis sluoksnis. Dėl to šis sluoksnis neleidžia kūnams nutolti vienas nuo kito, nes veikia elektrostatinės jėgos, kurias abipusiai traukia skirtingi krūviai.

Remiantis difuzine teorija (plačiausiai priimta), adhezija atsiranda dėl tarpmolekulinių sąveikų, kurios ypač aiškiai pasireiškia molekulių prasiskverbimo į paviršinius sluoksnius metu. Šiuo metu atsiranda tam tikras tarpinis sluoksnis, dėl kurio trūksta aiškios ribos tarp medžiagų.

Ir galiausiai, mechaninė teorija paaiškina sukibimą su inkaro pagalba kyšančių metalinių dalių įdubomis plastikiniame paviršiuje. Tokių įdubimų plotas yra labai mažas (keli mikrometrai), tačiau kai metalas, nusodintas cheminiu būdu, patenka į juos, atsiranda vadinamieji mechaniniai užraktai.

Kiti sukibimą veikiantys parametrai, įskaitant šiuos:

• plastiko stiprumo charakteristikos;
• palankių chemiškai aktyvių grupių reakcijų buvimas ant plastikinio paviršiaus;
• adhezijos stimuliatorių, kurie kitaip vadinami promotoriais (chromo ir alavo junginiai, plastifikatoriai), buvimas;
• anti-promotorių, kurie trukdo sustiprinti ar net sunaikinti tarpinį sluoksnį, nebuvimas;
• chemiškai nusodinto metalo struktūra, taip pat parametrai, kuriais šis nusėdimas įvyksta.

Vakuuminė metalizacija

Technologiją sudaro plastiko purškimas nichromu ar aliuminiu, naudojant vakuumą. Metalo uždėjimas plastiku naudojant vakuumą atliekamas specialioje kameroje.Technika plačiai naudojama metalinei plėvelei dengti ant įvairių paviršių, pavyzdžiui, automobilių dalių, plastikinių jungiamųjų detalių, santechnikos, apšvietimo įrangos ir kt. Norėdami apsaugoti metalą, naudojami specialūs dažai ir lakai, pasižymintys padidėjusiu kietumu ir atsparumu drėgmei.

Metalizacija namuose

Yra žinomos kelios metalo savaiminio uždėjimo ant plastikinės dangos metodikos. Labiausiai prieinamas iš jų yra cheminis. Šiuo atveju nereikia jokios specialios įrangos.

Naudojami metalai yra sidabras ir varis. Gauta plėvelė bus tik kelių mikronų storio, tačiau ji suteiks pagrindui gražią išvaizdą su metaliniu blizgesiu.

Vario dengimas

Prieš apdorojimą gerai nušlifuokite ir nuriebalinkite paviršių. Jei dalis turi išsikišimų (trūkumų), atsargiai juos sumažinkite iki nieko. Ant paviršiaus supilkite abrazyvą ir nuvalykite paviršių tamponu. Jei tai susiję su poliakrilatais, nuriebalinimui jums reikės kaustinės sodos tirpalo, kurio dalis mirkoma 24 valandas. Poliamidams nuriebalinti rekomenduojama naudoti benziną.

Kai produktas pašalinamas iš riebalų, mes jį plauname distiliuotu vandeniu ir minutę palaikome pusės procento alavo chlorido ir druskos rūgšties tirpale (40 gramų litre). Šis procesas vadinamas sensibilizacija. Jo paskirtis yra gauti alavo hidroksido plėvelę ant plastiko.

Po sensibilizacijos mes aktyvuojame paviršių. Norėdami tai padaryti, 3–4 minutes pamirkykite dalį sidabro nitrato tirpale (2 g sidabro litre ir 20 g etilo alkoholio litre). Toliau mes dedame produktą į tirpalą, kurį sudaro šie komponentai:

• vario karbonatas - 200 gramų litre;
• glicerinas (90%) - 200 gramų litre;
• kaustinė soda (20%) - 1 litras;

Tirpalo temperatūra turėtų būti 18-25 laipsniai. Apdorojimo laikas - 60 minučių.

Sidabrinė danga

Preliminariai apdorojame plastiką taip pat, kaip ir vario atveju: šlifuokite ir tepkite abrazyvu. Nuplauname paviršių muilu ir vandeniu, po to distiliuotu vandeniu.

Riebalų šalinimas šiuo tirpalu:

• chromo anhidridas - 100 gramų litre;
• geležies sulfatas - 10 gramų litre.

Po riebalų pašalinimo dar kartą nuplaukite distiliuotu vandeniu. Jautrinimą vykdome alavo chlorido tirpale (2 gramai litre). Tada mes įdėsime produktą į tirpalą, į kurį įeina tokie komponentai:

• sidabro nitratas - 3 gramai litre;
• kaustinė soda - 3,5 gramo litre;
• amoniakas (25%) - 8 mililitrai litre;
• gliukozė - 2,5 gramo litre.

Rekomenduojama tirpalo temperatūra yra nuo 18 iki 25 laipsnių. Apdorojimo laikas - 60 minučių. Dėl to turėtų atsirasti vienodas ir blizgus sidabro sluoksnis. Jei kažkur yra nevienalytis, tai galima paaiškinti nepakankamu paviršiaus nuriebalinimu. Tokiu atveju turite pašalinti pritaikytą sidabrą ir pakartoti darbą dar kartą.

Norėdami pašalinti sidabrą iš plastiko, jums reikės šio sprendimo:

• chromo anhidridas - 10 gramų litre;
• sieros rūgštis - 3 gramai litre.

Rekomenduojama apdoroti vienodą plėvelę lako sluoksniu, kuris apsaugo plastiką. Taip pat galimas tolesnis galvaninio paviršiaus apdorojimas.