Металлизация пластмасс широко используются в автомобильной промышленности, приборостроении, ракетной технике и в производстве изделий широкого потребления: мебельной
фурнитуры, бытовых приборов, кухонной утвари и т.д.
Важным фактором в проведении процесса металлизации пластмасс является состояние поверхности, полученной в процессе литья деталей. Металлизируемые пластмассовые детали должны изготавливаться из первичного однородного сырья,
влажность которого не более 0,02 – 0,05%. Литье под давлением следует проводить при возможно высокой температуре, но не приводящей к термодекструкции поверхности. При этом категорически запрещается применение разделительных смазок, в крайнем случае, можно использовать касторовое масло, смесь глицерина со спиртом или стеарат цинка.
После литья детали необходимо
выдержать в течение 48 часов при нормальных условиях и подвергнуть термообработке при 80С в течение 2 – 4 часов.
Обезжиривание.
Для удаления с поверхности пластмассовых деталей посторонних веществ перед металлизацией пластмассы проводят обезжиривание сначала в органических растворителях, потом в щелочных растворах (см.«Обезжиривание поверхности»).
Нельзя использовать те растворители, которые вызывают набухание пластмассы.
Для удаления разделительных смазок прессформ с поверхности пластмассовых деталей можно пользоваться смесью, объемная доля компонентов в которой составляет,%:
Этанола 50
Этилацетата 25
Бутанола 15
Целлозольва 10
Далее детали следует обезжирить в щелочном растворе состава, г/л:
Тринатрийфосфат 15 – 25
Сода кальцинированная 15 – 25
Препарат ОС-20 5 – 10
Режим обработки: температура 50 – 60С, время 5 – 15 минут.
При обезжиривании щелочными растворами поверхность деталей покрывается микротрещинами, что способствует улучшению последующего травления и увеличению прочности сцепления металлического
покрытия с основой.
Металлизация пластмассы.
Травление.
Качество металлизации пластмасс в большей степени зависит от эффективности травления поверхности, которая приобретает специфическую микропористую структуру.
Наибольшее распространение получили методы травления в агрессивных растворах щелочей, кислот и окислителей.
Зависимость между составом раствора, температурой, продолжительностью травления и природой пластмассы довольно сложная. Поэтому оптимальные параметры
раствора устанавливают для конкретного диэлектрика экспериментально с учетом марки и способа его получения, режимов изготовления детали, ее геометрической формы и шероховатости поверхности.
Для травления диэлектриков наибольшее промышленное применение получили растворы серной кислоты с сильным окислителем, в качестве которого используют хромовый ангидрид или бихромат
калия.
При травлении сополимеров стирола в этих растворах происходит окисление полибутадиена и внедрение сульфогруппы в поверхностный слой пластика, в результате на поверхности образуются микроуглубления.
При травлении полипропилена
вытравливаются расположенные в поверхностном слое низкомолекулярные и аморфные участки полимера, создается шероховатость удобная для сцепления с металлом.
Серная кислота в растворе травления выполняет функцию обезвоживания и растворителя окисленных фракций. С увеличением ее концентрации снижается содержание хромового ангидрида и возрастает разрушающее действие
на каркас диэлектрика.
Наиболее широко при металлизации пластмасс применяется для травления следующий состав, г/л:
Ангидрид хромовый
350 – 400
Кислота серная 350 – 400
Температура травления 40 – 70С, время 5 –
20 минут, необходимо перемешивание.
Тем не менее, для каждой конкретной партии деталей состав раствора травления и режим работы следует подбирать экспериментально, так как адгезионные свойства поверхности в значительной степени зависят от условий переработки материала..
При травлении полиолефинов, полиацеталей, поливинилхлорида используются насыщенные растворы хромового ангидрида или бихроматов калия в концентрированных растворах серной кислоты. Для более мягкого действия растворов в них добавляют ортофосфорную кислоту.
Травление поликарбоната и полиэфиров осуществляют в щелочных растворах,
а силикатных материалов – в растворах, в состав которых входит фтористоводородная кислота и ее соли.
Прочность сцепления при металлизации пластмасс определяется прочностью их механического зацепления друг с другом. Таким образом, протравленная поверхность должна обладать достаточной микрошероховатостью.
Контроль качества травленой поверхности перед металлизации пластмасс осуществляют визуально или под микроскопом. Оптимально протравленная поверхность пластмассы остается гладкой на ощупь, теряет блеск и приобретает незначительную равномерную матовость, хорошо смачивается водой и обеспечивает максимальное сцепление покрытия с основой. Под микроскопом она имеет вид губки. Среднеарифметическое отклонение микронеровностей от средней
линии Rа~1 мкм.
Как провести процесс
металлизации пластмасс – читайте в следующих публикациях.