Εμπρός-Επεξεργασίες επιφανειακής επεξεργασίας πλαστικών προϊόντων
Εισαγωγή: Η διαδικασία κατασκευής πλαστικών προϊόντων περιλαμβάνει κυρίως τέσσερα βασικά στάδια: διαμόρφωση καλουπιού, επεξεργασία επιφανειών, εκτύπωση και συναρμολόγηση. Η επιφανειακή επεξεργασία είναι αναπόσπαστο μέρος της διαδικασίας. Για να βελτιωθεί η πρόσφυση των επικαλύψεων και να παρέχεται ένα αγώγιμο στρώμα βάσης για την επιμετάλλωση, είναι απαραίτητες οι διαδικασίες προ{2}}επεξεργασίας.
Επιφανειακή Προ{0}επεξεργασία πλαστικών προϊόντων
Περιλαμβάνει κυρίως επεξεργασία επίστρωσης και επεξεργασία επιμετάλλωσης. Γενικά, τα πλαστικά έχουν υψηλή κρυσταλλικότητα, χαμηλή ή καθόλου πολικότητα και χαμηλή επιφανειακή ενέργεια, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την πρόσφυση των επικαλύψεων. Δεδομένου ότι τα πλαστικά είναι μη αγώγιμα μονωτικά υλικά, οι τυπικές διαδικασίες επιμετάλλωσης δεν μπορούν να εφαρμοστούν απευθείας στις επιφάνειές τους. Επομένως, απαιτείται απαραίτητη προ-επεξεργασία πριν από την επιφανειακή επεξεργασία για να βελτιωθεί η πρόσφυση των επικαλύψεων και να παρέχεται ένα αγώγιμο στρώμα βάσης με καλή αντοχή συγκόλλησης για την επιμετάλλωση.
Προ-Θεραπεία επίστρωσης
Η προ-επεξεργασία περιλαμβάνει την απολίπανση της πλαστικής επιφάνειας για την αφαίρεση λεκέδων από λάδι και παράγοντες απελευθέρωσης, καθώς και την ενεργοποίηση της πλαστικής επιφάνειας για τη βελτίωση της πρόσφυσης της επίστρωσης.
Απολίπανση
Η απολίπανση των πλαστικών προϊόντων είναι παρόμοια με αυτή των μεταλλικών προϊόντων. Μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη χρήση οργανικών διαλυτών ή αλκαλικών υδατικών διαλυμάτων που περιέχουν τασιενεργά. Η απολίπανση με οργανικούς διαλύτες είναι κατάλληλη για την αφαίρεση κεριών, λιπών και άλλων οργανικών ρύπων από πλαστικές επιφάνειες. Οι διαλύτες που χρησιμοποιούνται δεν πρέπει να διαλύουν, να διογκώνουν ή να σπάνε το πλαστικό, να έχουν χαμηλά σημεία βρασμού, να είναι πτητικές, μη-τοξικές και μη-εύφλεκτες.
Τα αλκαλικά υδατικά διαλύματα είναι κατάλληλα για την απολίπανση πλαστικών-ανθεκτικών στα αλκάλια. Αυτά τα διαλύματα περιέχουν καυστική σόδα, αλκαλικά άλατα και διάφορα επιφανειοδραστικά. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα επιφανειοδραστικά είναι η σειρά OP, όπως οι αιθοξυλικές αλκυλοφαινόλης, οι οποίες δεν σχηματίζουν αφρό και δεν αφήνουν υπολείμματα στην πλαστική επιφάνεια.
Επιφανειακή ενεργοποίηση
Η ενεργοποίηση στοχεύει στην ενίσχυση των επιφανειακών ιδιοτήτων των πλαστικών με τη δημιουργία πολικών ομάδων ή την τραχύτητα της επιφάνειας για τη βελτίωση της διαβροχής και της προσρόφησης των επικαλύψεων. Οι μέθοδοι επιφανειακής ενεργοποίησης περιλαμβάνουν χημική οξείδωση, οξείδωση φλόγας, χάραξη ατμού διαλύτη και οξείδωση εκκένωσης κορώνας. Μεταξύ αυτών, η χημική οξείδωση είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Ένα τυπικό σκεύασμα για την επεξεργασία με χρωμικό οξύ είναι το διχρωμικό κάλιο 4,5%, το νερό 8,0% και το πυκνό θειικό οξύ (πάνω από 96%) 87,5%.
Ορισμένα πλαστικά προϊόντα, όπως το πολυστυρένιο και τα πλαστικά ABS, μπορούν να επικαλυφθούν απευθείας χωρίς επεξεργασία χημικής οξείδωσης. Ωστόσο, για επικαλύψεις υψηλότερης-ποιότητας, μπορεί να εξακολουθήσει να εφαρμόζεται χημική οξείδωση. Για παράδειγμα, μετά την απολίπανση, τα πλαστικά ABS μπορούν να χαραχθούν με ένα αραιό διάλυμα χρωμικού οξέος. Ένα τυπικό σκεύασμα είναι το χρωμικό οξύ 420 g/L και το θειικό οξύ (ειδικό βάρος 1,83) 200 ml/L. Η τυπική διαδικασία περιλαμβάνει βύθιση στους 65-70 βαθμούς για 5-10 λεπτά, ακολουθούμενη από ξέβγαλμα και στέγνωμα. Το πλεονέκτημα της επεξεργασίας με χρωμικό οξύ είναι η ομοιόμορφη κάλυψή του, ακόμη και σε προϊόντα με πολύπλοκο σχήμα. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν λειτουργικούς κινδύνους και ανησυχίες για τη ρύπανση του περιβάλλοντος.
Προ-Επεξεργασία για επιμετάλλωση
Ο σκοπός της προ-επεξεργασίας για επιμετάλλωση είναι να βελτιωθεί η πρόσφυση του στρώματος επιμετάλλωσης στην πλαστική επιφάνεια και να σχηματιστεί ένα αγώγιμο μεταλλικό στρώμα βάσης. Η διαδικασία προ{2}}επεξεργασίας περιλαμβάνει κυρίως μηχανική τραχύτητα, χημική απολίπανση, χημική τραχύτητα, ευαισθητοποίηση, ενεργοποίηση, αναγωγή και επιμετάλλωση χωρίς ηλεκτρισμό. Τα πρώτα τρία βήματα στοχεύουν στην ενίσχυση της πρόσφυσης της επιμετάλλωσης, ενώ τα τελευταία τέσσερα είναι για το σχηματισμό ενός αγώγιμου μεταλλικού στρώματος βάσης.
Μηχανική τραχύτητα και χημική τραχύτητα
Η μηχανική τραχύτητα και η χημική τραχύτητα είναι μέθοδοι για την τραχύτητα της πλαστικής επιφάνειας μηχανικά ή χημικά, αυξάνοντας την περιοχή επαφής μεταξύ του στρώματος επιμετάλλωσης και του υποστρώματος. Γενικά, η αντοχή συγκόλλησης που επιτυγχάνεται με μηχανική τραχύτητα είναι μόνο περίπου το 10% αυτής που επιτυγχάνεται με χημική τραχύτητα.
Χημική Απολίπανση
Οι μέθοδοι απολίπανσης για πλαστικές επιφάνειες πριν από την επιμετάλλωση είναι οι ίδιες με αυτές για την προ{0}επεξεργασία επίστρωσης.
Καθιστό ευπαθή
Η ευαισθητοποίηση περιλαμβάνει την προσρόφηση εύκολα οξειδώσιμων ουσιών, όπως ο χλωριούχος κασσίτερος ή το τριχλωριούχο τιτάνιο, στην πλαστική επιφάνεια, η οποία έχει μια ορισμένη ικανότητα προσρόφησης. Κατά την ενεργοποίηση, αυτές οι προσροφημένες ουσίες οξειδώνονται, ενώ ο ενεργοποιητής ανάγεται για να σχηματίσει καταλυτικούς πυρήνες στην επιφάνεια. Η ευαισθητοποίηση θέτει τα θεμέλια για την επακόλουθη ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση του μεταλλικού στρώματος.
Δραστηριοποίηση
Η ενεργοποίηση περιλαμβάνει την επεξεργασία της ευαισθητοποιημένης επιφάνειας με ένα διάλυμα που περιέχει καταλυτικά ενεργές μεταλλικές ενώσεις. Ουσιαστικά, το προϊόν που προσροφάται με έναν αναγωγικό παράγοντα βυθίζεται σε ένα υδατικό διάλυμα που περιέχει άλατα ευγενών μετάλλων ως οξειδωτικά. Τα ιόντα ευγενών μετάλλων μειώνονται κατά Sn2+ και τα ανηγμένα ευγενή μέταλλα εναποτίθενται ως κολλοειδή σωματίδια στην επιφάνεια, παρουσιάζοντας ισχυρή καταλυτική δράση. Όταν μια τέτοια επιφάνεια βυθίζεται σε ένα διάλυμα ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, αυτά τα σωματίδια χρησιμεύουν ως καταλυτικά κέντρα, επιταχύνοντας την αντίδραση ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης.
Θεραπεία Μείωσης
Μετά την ενεργοποίηση και το σχολαστικό ξέπλυμα με νερό, το προϊόν βυθίζεται σε διάλυμα του αναγωγικού παράγοντα που χρησιμοποιείται στην ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση για την απομάκρυνση τυχόν υπολειμμάτων ενεργοποιητή. Αυτό το βήμα ονομάζεται θεραπεία μείωσης. Για την ηλεκτρολυτική επιχάλκωση χρησιμοποιείται διάλυμα φορμαλδεΰδης, ενώ για την ηλεκτρολυτική επινικελίωση χρησιμοποιείται διάλυμα υποφωσφορώδους νατρίου.
Ηλεκτρική επιμετάλλωση
Ο σκοπός της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης είναι να σχηματίσει ένα αγώγιμο μεταλλικό φιλμ στην πλαστική επιφάνεια, δημιουργώντας τις συνθήκες για ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση μεταλλικών στρωμάτων. Επομένως, η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση είναι ένα κρίσιμο βήμα στην επιμετάλλωση πλαστικών προϊόντων.