مقدمه: فرآیند تولید محصولات پلاستیکی عمدتاً شامل چهار فرآیند کلیدی است: قالبگیری، عملیات سطح، چاپ و مونتاژ. عملیات سطح یک بخش ضروری است و فرآیندهای پیش تصفیه برای بهبود چسبندگی پوشش ها و ایجاد یک لایه زیرین رسانای خوب برای آبکاری ضروری هستند. این مقاله به طور خلاصه فرآیندهای پیش تصفیه سطح برای محصولات پلاستیکی را شرح می دهد.
پیش تصفیه سطحی محصولات پلاستیکی عمدتاً شامل عملیات پوشش دهی و آبکاری است. به طور کلی، پلاستیک ها دارای بلورینگی بالا، قطبیت کم یا بدون قطبیت و انرژی سطح پایین هستند که بر چسبندگی پوشش ها تأثیر می گذارد.
از آنجایی که پلاستیکها عایقهای{0} غیررسانا هستند، نمیتوان با استفاده از فرآیندهای استاندارد آبکاری، آبکاری را مستقیماً روی سطوح آنها اعمال کرد. بنابراین، برای بهبود چسبندگی پوشش و ایجاد یک لایه زیرین رسانا با اتصال خوب، قبل از عملیات سطحی باید پیش تیمارهای لازم انجام شود.
پیش تصفیه شامل چربی زدایی سطح پلاستیک، به عنوان مثال، پاک کردن مواد آزاد کننده روغن و قالب، و عملیات فعال سازی سطح است که هدف آن بهبود چسبندگی پوشش است.
01 چربی زدایی
چربی زدایی محصولات پلاستیکی مشابه روغن زدایی محصولات فلزی، محصولات پلاستیکی را می توان با استفاده از حلال های آلی یا محلول های آبی قلیایی حاوی سورفکتانت ها چربی زدایی کرد. روغنزدایی با حلال آلی برای تمیز کردن موم پارافین، موم زنبور عسل، گریس و سایر آلودگیهای آلی از سطوح پلاستیکی مناسب است. حلال آلی مورد استفاده نباید پلاستیک را حل کند، متورم کند یا شکاف دهد. باید نقطه جوش پایین، فرار، غیر{3}}سمی و غیر قابل اشتعال- داشته باشد.
محلول های آبی قلیایی برای چربی زدایی پلاستیک های مقاوم به قلیایی{0}}مناسب هستند. این محلول حاوی سود سوزآور، نمک های قلیایی و سورفکتانت های مختلف است. متداول ترین سورفکتانت مورد استفاده سری OP است، یعنی آلکیل فنل پلی اکسی اتیلن اتر، که کف تشکیل نمی دهد و بر روی سطح پلاستیک باقی نمی ماند.
02 فعالسازی سطحی این فعالسازی با هدف بهبود خواص سطحی پلاستیکها، یعنی ایجاد گروههای قطبی یا زبری سطح پلاستیک، خیس شدن و جذب آسانتر پوششها بر روی سطح قطعه انجام میشود. روشهای زیادی برای عملیات فعالسازی سطحی وجود دارد، مانند اکسیداسیون شیمیایی، اکسیداسیون شعله، اچ کردن بخار با حلال و اکسیداسیون تخلیه تاج. پرکاربردترین روش، عملیات اکسیداسیون کریستال شیمیایی است که معمولاً از محلول اسید کرومیک استفاده می کند. یک فرمول معمولی 4.5٪ دی کرومات پتاسیم، 8.0٪ آب، و 87.5٪ اسید سولفوریک غلیظ (96٪ یا بالاتر) است.
برخی از محصولات پلاستیکی مانند پلی استایرن و پلاستیک های ABS را می توان به طور مستقیم بدون عملیات اکسیداسیون شیمیایی پوشش داد. برای به دست آوردن پوششهای با کیفیت{1}، گاهی اوقات از عملیات اکسیداسیون شیمیایی استفاده میشود. به عنوان مثال، پس از چربی زدایی، پلاستیک ABS را می توان با محلول اسید کرومیک رقیق شده اچ کرد. یک فرمول معمولی 420 گرم در لیتر اسید کرومیک و 200 میلی لیتر در لیتر اسید سولفوریک (وزن مخصوص 1.83) است. یک فرآیند معمولی درمان 65-70 درجه به مدت 5-10 دقیقه است و سپس با آب شستشو داده و خشک می شود. مزیت اچ کردن با اسید کرومیک این است که می تواند محصولات پلاستیکی با اشکال مختلف را به طور یکنواخت پردازش کند. از معایب آن خطرناک بودن عملیات و وجود مشکلات آلودگی است.
هدف از پیش تصفیه قبل از پوشش، بهبود چسبندگی بین پوشش و سطح پلاستیک و تشکیل یک لایه زیرین فلزی رسانا بر روی سطح پلاستیک است. فرآیند پیش تصفیه عمدتاً شامل: زبری مکانیکی، چربی زدایی شیمیایی، زبری شیمیایی، عملیات حساس سازی، عملیات فعال سازی، عملیات احیا و آبکاری الکترولس است. سه مرحله اول بهبود چسبندگی پوشش است، در حالی که چهار مرحله دوم تشکیل یک لایه زیرین فلزی رسانا است.
01 زبر کردن مکانیکی و شیمیایی
در عملیات زبری مکانیکی و شیمیایی از روش های مکانیکی و شیمیایی به ترتیب برای زبری سطح پلاستیک استفاده می شود و در نتیجه سطح تماس بین پوشش و زیرلایه افزایش می یابد. عموماً اعتقاد بر این است که استحکام پیوند حاصل از زبری مکانیکی تنها حدود 10 درصد از آن است که با زبری شیمیایی به دست می آید.
02 چربی زدایی شیمیایی
روش چربی زدایی سطوح پلاستیکی قبل از پوشش، مانند روش پیش تصفیه قبل از پوشش است.
03 حساسیت
حساسیت شامل جذب مواد به راحتی اکسید شده مانند دی کلرید قلع و تری کلرید تیتانیوم بر روی سطح پلاستیکی است که ظرفیت جذب خاصی دارد. این مواد جذب شده و به راحتی اکسید شده در طول فعال سازی اکسید می شوند، در حالی که فعال کننده به هسته های کاتالیزوری کاهش می یابد و روی سطح محصول باقی می ماند. حساس سازی پایه و اساس آبکاری فلزات الکترولس بعدی را ایجاد می کند.
04 فعال سازی
فعال سازی شامل درمان سطح حساس شده با محلولی از ترکیبات فلزی فعال کاتالیزوری است. اساساً محصول حاوی عامل کاهنده جذب شده در محلول آبی اکسیدان حاوی نمک فلز نجیب غوطه ور می شود. یونهای فلز نجیب، که به عنوان اکسیدان عمل میکنند، توسط S2⁺n کاهش مییابند و ذرات فلز نجیب کاهشیافته به صورت ذرات کلوئیدی با فعالیت کاتالیزوری قوی روی سطح محصول رسوب میکنند. هنگامی که این سطح در محلول آبکاری الکترولس غوطه ور می شود، این ذرات به مراکز کاتالیزوری تبدیل می شوند و واکنش آبکاری الکترولس را تسریع می کنند.
05 درمان کاهش
قبل از آبکاری الکترولس، محصولات فعال و شسته شده در محلول عامل کاهنده با غلظت معینی که در آبکاری الکترولس استفاده می شود غوطه ور می شوند تا فعال کننده های باقیمانده حذف شوند. این درمان کاهش نامیده می شود. برای آبکاری الکترولس مس، محلول فرمالدئید برای عملیات احیا استفاده می شود. برای آبکاری الکترولس نیکل، از محلول هیپوفسفیت سدیم استفاده میشود. 06 آبکاری شیمیایی هدف از آبکاری شیمیایی ایجاد یک لایه فلزی رسانا بر روی سطح محصولات پلاستیکی است که شرایطی را برای آبکاری لایههای فلزی روی محصولات پلاستیکی ایجاد میکند. بنابراین، آبکاری شیمیایی یک مرحله کلیدی در آبکاری پلاستیک است.
