《表面工程导论综述论文——塑料电镀的原理与应用.docxVIP

塑料电镀的原理与应用综述金材112 黄智超编辑资料金材112 彭志宁搜集资料金材112 林海豹版校对塑料电镀发展至今已经成为一门极有应用价值的表面处理技术。塑料电镀制品广泛用于汽车仪器仪表、电子、家用电器、服装等行业。随着工程塑料应用领域的扩大，塑料电镀范围也在扩大。但目前，国内传统的电镀前处理技术不够完善，尤其是在环保方面比较落后，塑料电镀厂家普遍采用的前处理工艺不仅繁琐，而且在粗化过程中使用铬酐，产生含铬污水，严重的污染环境，这在一定程度上阻碍了塑料电镀的发展制约了电镀工艺的应用和发展。本综述主要对最近几年塑料电镀的原理与应用进行简单介绍。塑料电镀原理电镀是利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层均匀，一般都较薄，从几个微米到几十微米不等。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。镀层大多是单一金属或合金，如钛靶、锌、镉、金或黄铜、青铜等；也有弥散层，如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等；还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。 塑料电镀原理是底材为塑胶，通过化学方法将不导电的塑胶表面，形成导电层，再用电镀的方法进行装饰性或功能性的电镀，最常见的为ABS塑胶电镀，还有一种塑胶电镀为真空电镀，也是在塑胶的表面电镀，原理不同，达到的效果也大同小异。图表 1 电镀原理示意图塑料电镀工艺原理塑料湿法电镀工艺基本流程为：除油一(预处理)一浸蚀一中和一(表面清洗)一添加催化剂一活化一非电解电镀一电镀。各个步骤的作用和原理如下。 (1)除油 由于塑料制品表面常沾有指纹、油污等有机物，以及靠静电作用而附着的灰尘等无机物，这些污垢都应加以去除。常用于除油的碱性试剂有硅酸盐和磷酸盐两类+其中硅酸盐会在表面形成硅酸盐薄膜，对后续浸蚀处理有影响，所以通常使用磷酸盐除油剂。 (2)预浸蚀 由于工程塑料及超工程塑料耐化学药品性能好，一般难以被化学药品浸蚀，因此在浸蚀之前要进行预浸蚀。预浸蚀常使用有机溶剂，利用有机溶剂使塑料表面产生膨润。经过预浸蚀处理可提高浸蚀加工效果。有的塑料较易被化学药品浸蚀，则可省略预浸蚀步骤。 (3)浸蚀 浸蚀是采用强氧化剂或强酸、强碱对塑料进行化学处理，使塑料表面有选择性的溶解，产生凹凸不平的固定点—，结果使电镀产生良好的外观并保证镀层附着性好。如ABS塑料(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)采用铬酸和硫酸的混合液做浸蚀剂，在强氧化性的铬酸作用下，塑料中的丁二烯氧化形成羰基等极性基并在塑料表面产生固定点。这些固定点是发生电镀的有利位置i又如工程塑料和超工程塑料经预浸蚀处理后，再在铬酸作用下，膨润的表面层就会局部产生氧化的固定点。而有无机物或玻璃纤维做填充剂的工程塑料；在强氧化剂的浸蚀作用下，填充剂溶解脱落而在塑料表面形成固定点。含有酯类结构的塑料在强酸、强碱浸蚀下也会解离而形成活化的固定点。(4)中和 经浸蚀处理后必须去除塑料表面残留的浸蚀剂，如用盐酸做浸蚀剂，需用氢氧化钠等碱中和。如用铬酸做浸蚀赳，表面上有残留的铬酸，会使后续的非电解电镀产生的镀层无法在塑料表面形成，导致镀层附着下降，外观不好，此时通常使用有还原性的盐酸或有机酸去除之。 (5)表面清理 对工程塑料和超工程塑料需要这一步骤，目的为在后续的添加催化剂处理步骤中提高表面对催化剂(金属钯)的吸附性。 (6)添加催化剂及活化处理 为使非电解电镀得到良好的效果，在塑料表面要吸附催化剂金属钯。具体作法为把塑料浸渍在含有氯化钯和二氯化锡的溶液(催化剂C)中浸渍。再在碱液或酸液中进行活化处理(多采用在硫酸或盐酸溶液中活化处理)以促进金属钯的生成。其反应式为： PdCl2+SnCl2 = Pd+SnCl4 (7)非电解电镀 非电解电镀(又称化学镀)是不依靠外界电流作用，而依