塑胶电镀前处理.ppt
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1、概述,前处理化学镀前表面处理 指在塑料表面上,用一定的加工方法(通常是粗化、敏化、活化),使之密布一层具有催化活性金属微粒并进行化学镀的全过程。 生产线上前处理都有什么工序?,去 应 力,中 和,除 油,整 面 亲 水,解 胶,粗 化,钯 水,化 学 镍,电 镀, 胶件内应力 ,产生的机理 塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而产生的一种内在应力。内应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象,这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变,而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中,
2、在适宜的条件下,这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化,位能转变为动能而释放。当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时,内应力平衡即遭到破坏,塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。,塑料应力的检测方法 溶剂法 醋酸沉浸法 甲乙酮 + 丙酮沉浸法 2.仪器法 3温度骤变法,溶剂法 原理:根据介质应力破裂的现象,即溶济分子渗入到树脂的大分子之间后,降低了分子之间的相互作用力。内应力大的地方在浸入前分子之间的作用力本来就有所减弱,浸入溶剂后这些减弱了的地方进一步削弱,而引起开裂,内应力小的地方在短时间内不会开裂。因此,可以从待镀件表面开裂的时间和程度来判断镀件内应力的大小及其部
3、位,从而确定塑料件是否进行电镀。,醋酸沉浸法所使用的乙酸(CH3COOH)必须是95%以上的乙酸且重复使用次数不得超过10次测试。 表面应力测试:将乙酸(冰醋酸)倒入玻璃器皿中,将产品完全浸在乙酸里,时间为30秒。30秒后用夹子将样品取出并立即用清水(自来水即可)冲洗干净,观察样品表面有无发白及裂纹。 判定:不得有任何开裂现象,允许表面有轻微发白。 内应力测试:将表面应力测试合格的样品擦干后完全浸在乙酸里,时间为2分钟。2分钟后将样品取出并立即用清水(自来水即可)冲洗干净,观察样品有无发白及裂纹。 判定:不得有任何断裂现象,允许镶件处有轻微裂纹及表面发白现象。,甲乙酮 + 丙酮沉浸 将零件完全
4、浸入21摄氏度的1:1的甲乙酮 + 丙酮的混合液中,取出后立即甩干。 判定:不得有任何开裂现象,允许表面有轻微发白。,仪器法 用偏振光照射塑料制件,视彩色光带多寡,分析内应力的强弱,它只适用于透明的制件。偏振光法所要的仪器昂贵,操作复杂,且准确度不高,因为制件处理前后变化不明显,光谱带上出现的光带不一定都是内应力的影响,如制件表面的波纹也会影响检验的结果。不过此法对制件的性能尚无任何影响,为无损检验,经检验过的制件可继续电镀和使用。,温度骤变法 这种方法是将塑料待镀件反复受冷受热,根据裂纹出现的时间长短来评定内应力的大小。它适用于各类塑料成形件。温度骤变法所要的设备简单,但是检验时间较长。经检
5、验后的塑料件已被破坏,不能继续使用。,塑料制品应力的去除处理,热处理:塑料制品的热处理是指将成型制品在一定温度下停留一段时间而消除内应力的方法。目的是让制件在一定的温度下,恒温数小时,使其内部分子重新排列从而达到减少或消除内应力。 方法是将制件放入水、甘油、矿物油、乙二醇和液体石蜡等液体介质中,或放入空气循环烘箱中加热到指定温度,并在该温度下停留一定时间,然后缓慢冷却到室温。,常采用的热处理温度为高于制件使用温度10-20或低于热变形温度5-10。热处理时间取决于塑料种类、制件厚度、热处理温度和注塑条件。 常用塑料件的热处理温度 ABS塑料件 65-75 聚丙稀 80-100 氯化聚醚 80-
6、120 聚甲醛 90-120 聚碳酸脂 110-130 聚砜 100-120 改性聚苯乙烯 50-60 聚苯醚 100-120,塑料成形时B粒子成不规则的非球形状 热处理80两个小时后B粒子变成球形状,对制件进行热处理,可以使高聚物分子由不平衡构象向平衡构象转变,使强迫冻结的处于不稳定的高弹形变获得能量而进行热松弛,从而降低或基本消除内应力。 例:ABS塑料件在成形时,B粒子成不规则的非球形状(左图),引起残余应力,把这种塑料件放在80下热处理两个小时,B粒子变成球形状(右图)残余应力大大减少,还可提高镀层的结合力。,实验表明,脱模后的制件立即进行热处理,对降低内应力、改善制件性能的效果更明显
7、。 因为热处理时间较长,而且费电,所以国外对ABS塑料件的应力去除已不在用这种方法,采用的是另一种方法:水和丙酮的混合液。 用水和丙酮为4:1的混合液,在室温下浸泡5分钟,便可消除应力,同时丙酮又有脱脂去油的能力,故把这种方法称为脱脂整面(使B粒子变成球形状)二合一。, 除 油 ,目的 除油的目的是除去制件表面的污垢,促使粗化均匀,提高镀层结合力。 我们实际应用中可能会发现制件不进行除油工序,镀件质量也没发现什么重大问题,这是因为任何油脂和脏物在后续的高浓度铬酐溶液中都会被清除。然而,实践中发现,经过除油的制件在粗化液中比不经除油处理的制件能更快、更均匀的被水所浸润。可见除油的目的是确保粗化均
8、匀、提高镀层结合力的一致性,延长粗化液的使用寿命。,塑料制件表面除油通常分三类: 有机溶剂除油 可以除去塑料制件表面的石蜡、蜂蜡、脂肪等有机污垢。它的作用是利用有机溶剂的溶解作用对表面油污进行溶解,它不仅可以去除表面有机油污,且对表面有一定的整理作用,从而对后续的表面粗化起到一定的处理作用,与“整面”工序作用相同。 酸性除油 利用酸的强氧化性来破坏有机物,从而达到除油的效果,除油效果好但要防止时间过长造成表面损害。,碱性除油 一般的塑料,如ABS、改性聚苯乙烯等,通常用碱性除油。 碱性除油液中含有各种不同的碱和碱性盐类,此外还必须加入一定量的表面活性物质。 常用配方有:碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钠
9、、表面活性剂、乳化剂等。 氢氧化钠,与动植物油发生皂化反应。 碳酸钠和磷酸钠,除油溶液的良好缓冲剂。 乳化剂,乳化剂在除油过程中起乳化作用,除油效果好。,碱性除油的作用与原理? 皂化作用: 动植物皂化油在碱液中发生皂化反应,生成易溶于水的肥皂和甘油而除去。反应方程式为: (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH = 3C17H35COONa + C3H5(OH)3 乳化作用: 油污中的矿物油或其他非皂化油显然是不能用上述方法的。然而,由于它们能在一定条件下形成乳浊液,因此,非皂化油便可以通过乳化作用将其除去。,乳化剂是一种表面活性剂,它的结构里具有两种互相矛盾的基团:即憎水基团与亲水基
10、团。在除油过程中,首先乳化剂吸附在油与溶液的两相界面上,此时,憎水基团与金属表面上的油产生亲和作用,而亲水基团则指向去油液。在表面活性剂分子的作用下,油污与镀件表面引力减弱。借去油液的对流、搅拌作用,油污便逐步从塑料件表面脱离而呈极细的球,变成了乳浊溶液。 因为加温和搅拌都会加速油滴进入溶液,加快除油速度,提高除油效率,所以一般化学除油工艺要求采用较高的温度措施,也有用超声波来加快除油过程的。, 整面亲水 ,主要成分:有机溶剂和表面活性剂 整面剂中的表面活性剂组分可以定向均匀地排列在胶件的表面,使表面可以与粗化液充分均匀地接触,从而提高粗化的效率和均匀性;同时整面剂中的有机溶剂可以起到消除胶件
11、中部分残余应力的作用。 粗化均匀和应力减小都会增加镀层的结合度。, 粗 化 ,粗化是塑料电镀最关键的工序之一,它对镀层与塑料之间结合力的影响最为显著。 目的 一方面使塑料制件表面具有微观粗槽,从而增大了镀层与塑料的接触面,以增加它和金属的粘接力;另一方面使塑料制件表面具有亲水性,以便制件表面进行均匀吸附。,常用的粗化方法有三种: 机械粗化 以物理的方法,使塑料制件表面粗化,形成微观粗糙来增加镀层与基体的接触面积。 机械粗化方法一般是喷砂、滚磨或砂纸打磨。 机械粗化只能获得一定限度的结合力即物理结合力,很难达到理想的结合力要求。一般用在陶瓷、玻璃或玻璃钢等制品上。,有机溶剂粗化 对于形状复杂,对
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