درباره آبکاری پلاستیک چه می دانید؟

چه چیزی درباره آبکاری بر روی پلاستیک میدانید؟

در حالی که آبکاری اغلب به عنوان یک فرایند نهایی برای فلزات استفاده می­شود، می­توان این فرایند را در مواد غیر رسانا نیز با موفقیت بالا مورد استفاده قرار داد. به ویژه، آبکاری بر روی رزین های پلاستیکی می­تواند در طیف گسترده­ای از کاربردهای صنعتی بسیار موثر باشد. اعمال یک پوشش فلزی بر روی پلاستیک به یک فرایند با دقت بسیار بالا نیاز دارد که این فرایند برای اهداف تزئینی و کاربردی انجام شود. تفاوت کلیدی بین آبکاری پلاستیک و آبکاری بر روی بسترهای فلزی این است که برای رسیدن به نتیجه مطلوب ابتدا باید روش بسیار تخصصی اتخاذ گردد.

تاریخچه آبکاری بر روی پلاستیک

آبکاری بر روی پلاستیک یک مفهوم جدید نیست. زیرا این تجارت در دهه 1960 در آمریکای شمالی و اروپا به وجود آمد. با این حال این فرایند در ابتدا به طور گسترده پذیرفته نشد، زیرا برای رسیدن به یک اتصال قوی بین بستر پلاستیکی و پوشش فلزی مشکل وجود داشت. در نهایت این مساله از طریق انجام فرایند آماده سازی سطح یک پلیمر ترموپلاستیک به نام آکریلو نیتریل –بوتادین-استایرن (ABS) توسط اسید کرومیک حل شد. این فرایند خواص چسبندگی پلاستیک را افزایش می­دهد. صنعت خودرو اولین فرایند آبکاری بر روی پلاستیک را در یک مقیاس بزرگ اجرایی کرد. در طی دهه 1970، افزایش بهای سوخت خودرو سازان را مجبور کرد تا فرایندهای تولیدی جدیدی را اتخاذ کنند که منجر به بهبود مصرف سوخت برای وسایل نقلیه می­شد. خودروسازان آمریکایی، به طور خاص، با یک چالش جدی در برابر واردات کوچک ژاپنی که مزایای بالایی در صرفه جویی سوخت داشت، مواجه بودند. شرکت های تولید خودرو کشف کردند که استفاده از مواد پلاستیکی سبک تر در تولید قطعات خودرو مانند پنجره ها، علائم، قاب های چراغ و ... به کاهش وزن کلی وسیله نقلیه منجر شد و به این ترتیب منجر به افزایش مسافت پیموده شده در یک زمان با سوخت گاز می­شد. همان طور که تکنولوژی برای آبکاری پلاستیک ادامه یافت، صنایع دیگر شروع به اجرای این فرایند کردند. برنامه های کاربردی که در طول دهه­های 1970 و 1980 محبوب شد، شامل:

• اتصالات لوله کشی

• دکمه­های لباس

• دستگیره­های کنترل بر روی دستگاه­های الکترونیکی

• طیف گسترده­ای از محصولات خانگی

چه نوع موادی را می­توان برای آبکاری پلاستیک استفاده کرد؟

در حالی که ABS هنوز در حدود 90 درصد از آبکاری­های پلاستیک کاربرد دارد، دیگر رزین­های پلاستیکی می­تواند به طور موثر پوشش داده شوند. این رزین ها عبارت اند از: فنولیک، اوره فرم آلدهید، پلی اتر سولفون، دی آلیل فتالات، پلی اتر ایمید، تفلون، پلی آریل اتر، پلی کربنات، پلی فنیلن اکساید، نایلون سخت معدنی، پلی سولفون.

پلاستیک­هایی که با عنوان "قابل آبکاری" شناخته شده نیستند، توسط خانواده رزین­های پلی استر (که شامل پلی اتیلن، پلی استر و PVC هستند) پوشش داده می­شوند. برخی از پلاستیک­ها وجود دارند که فقط در شکل ترکیبی آبکاری می­شوند. این اعضا شامل خانواده نوریل­ها مثل اورتان، پلیمر های نایلون مانند پلی پروپیلن، PEEK و PPS می­باشند.

به عنوان یک قاعده کلی، مقاومت شیمیایی بالای رزین، باعث سخت شدن فرایند آبکاری می­شود. با توجه به انواع فلزات،پوشش مس روی پلاستیک مخصوصا برای کاربردهای مورد نیاز جهت هدایت الکتریکی، یک فرایند صنعتی رایج است. فلزات دیگر که قابل آبکاری هستند روی پلاستیک شامل کروم، طلا، نقره و نیکل می­باشند. در برخی موارد ممکن است لایه های مختلفی از فلزات مختلف استفاده شود.

مزایای استفاده از آبکاری بر روی پلاستیک چیست؟

زیبایی شناسی یک مزیت مهم افزودن فلز به بستر پلاستیکی است. به عنوان مثال، یک پوشش فلزی مانند طلا یا نقره به طور چشمگیری می تواند ظاهر یک سطح پلاستیکی ساده را براق کند. همچنین می­تواند انواع رنگ­ها را تولید کند. می­تواند مقاومت بستر را در برابر خوردگی افزایش دهد و حتی در برخی موارد پلاستیک را مستحکم سازد. علاوه بر این، پوشش فلزی می تواند مقاومت به نوع خاصی از مواد شیمیایی را که ممکن است در فرآیندهای تولید مختلف استفاده شود یا در محیط موجود باشد، افزایش دهد.

مبانی فرایند آبکاری پلاستیک

قبل از اینکه فرایند آبکاری اصلی پوشش آغاز شود، ابتدا لازم است قسمت پلاستیکی را قالب بندی کرده و آن را برای آبکاری آماده نمایید. قالب بندی مناسب باعث کاهش فشار و از بین بردن نقص­های سطح می­شود که این نقص­ها می­تواند کیفیت کلی را کاهش دهد. قالب باید پارامترهای خاصی را در رابطه با پرداخت، خشک شدن رزین و دمای ذوب مناسب داشته باشد. از آنجا که پلاستیک به وضوح جز ترکیبات غیر فلزی است، ضروری است که بستر پلاستیک به منظور بهبود خواص چسبندگی" متالیزه "شود. این امر توسط آبکاری الکترولس که فرایند ترسیب فلز روی سطح بدون اعمال جریان الکتریکی است انجام می­گردد. مراحل مربوط به فرایند آبکارای الکترولس می­تولند خیلی متفاوت باشد، اما معمولا شامل برخی از موارد زیر است؛

شستشو- سطح بستر باید کاملا شسته شده تا اثر انگشت، خاک و سایر آلودگی­ها حذف شود. چربیگیر قلیایی ملایم در اکثر موارد کافی است، اگر چه تمیز کردن کامل با محلول اسید کرومیک ممکن است در برخی موارد ضروری باشد.

پیش حمام- پیش حمام قطعات پلاستیکی در یک حلال اچ کننده می­تواند کمی سطح را بهبود بخشد. همچنین می­تواند سطح قطعاتی که به سختی اچ می­شدند را به راحتی فعال کند که عوامل ترسیب در حین فرایند آبکاری به راحتی به طرف سطح حمله ور شوند.

فرایند H کردن- این محلول ها شامل تری اکسید کروم یا سولفوریک اسید هستند که سطح بستر را افزایش داده و باعث می­شوند که قسمت هایی در سطح برای جذب مایعات به وجود آید. فرایند اچینگ همچنین حفره های میکروسکوپی را ایجاد می­کند که باعث تسریع اتصال بستر با فلزات ترسیب شده می­شود. کرومیک اسید غلظت اسید کم را برای القای موثر روی پلاستیک فراهم می­کند.

خنثی سازی - پس از اچینگ، این قسمت باید کاملا انجام شود تا هر اسید اضافی یا سایر مواد خارجی را حذف کند. خنثی کننده می تواند بی سولفیت سدیم یا یک محصول مشابه برای حذف عوامل اچ کننده باشد.

پیش فعال کننده- پیش فعال کننده یک محصولی است که برای تسهیل جذب در طی مرحله فعال سازی بستر طراحی شده است. پیش فعال کننده ها به خوبی با رزین هایی مثل پلی پروپیلن و پلی فتیلن اکساید کار می­کنند. یک پیش فعال کننده باید تحت شرایط مطلوب و با احتیاط استفاده شود زیرا ممکن است سطح فلز بیش از حد فعال شود.

فعال سازی- گام بعدی شامل افزودن یک فعال کننده با غلظت پایین است که در طی آبکاری به عنوان کاتالیزور عمل می­کند. فلزات معمولی در فعال کننده شامل، پالادیوم، پلاتین و طلا هستند.

شتاب دهنده- یک شتاب دهنده برای حذف هیدروکسید قلع از قطعه استفاده می­شود که باعث می­شود فعال کننده به طور موثر نقش خود را به عنوان کاتالیزور انجام دهد. شتاب دهنده ها همچنین می­توانند از پوشش غیر یکنواخت نیز جلوگیری کنند.

غوطه­ وری در حمام- پس از شستن قطعات پلاستیکی گام بعدی این است که آنها را در حمام الکترولس قرار دهید تا یک پوشش فلزی نازک رسوب کند. در اکثر برنامه های کاربردی، نیکل فلز انتخابی است، اگرچه پوشش های مس در پلاستیک در بعضی موارد انجام می شود. نیکل به طور کلی برای ساخت سطح هادی جریان برق مناسب است. با این حال، مس برای بعضی از قطعات خودرو انتخاب می شود.

انواع آبکاری الکترولس بر روی پلاستیک

آبکاری الکترولس بر روی پلاستیک به دو دسته تقسیم می­شود. آبکاری سراسری و آبکاری انتخابی

فلزات در سراسر سطح بستر پلاستیکی به ضخامت بین 1 تا 50 میکرون ترسیب می­شوند. آبکاری پلاستیک سراسری به عنوان مقرون به صرفه ترین شکل آبکاری در پلاستیک شناخته شده است.

آبکاری انتخابی شامل قرار دادن فلز بر روی سطوح خاصی از پلاستیک می­باشد. قطعات هرگز در معرض مواد شیمیایی مضر نیستند که مانع از تغییرات ناخواسته رنگ یا بافت می شود. در پوشش انتخابی گستره ضخامت از 1 تا 10 میکرون است. به علت دقت بالا، فرایند آبکاری انتخابی از آبکاری سراسری گران تر است.

آبکاری برای افزایش ضخامت

آبکاری الکترولس می­تواند برای استفاده یک لایه زیرین برای پوشش­های آبکاری شده مورد استفاده قرار بگیرد. آبکاری الکترولس بر روی پلاستیک هنگامی مطلوب است که ضخامت زیاد مورد نیاز باشد. با ورود یک جریان الکتریکی به حمام آبکاری میزان رسوب تا 10 برابر افزایش می­یابد. از آنجایی که مقادیر بالایی از ضخامت می­تواند به دست بیاید، آبکاری بر روی پلاستیک به طور معمول مقاومت به خوردگی بیشتر، افزایش دوام و مقاومت بیشتری در برابر سایش دارد. بنابراین آبکاری معمولا یک گزینه برای کاربردهای صنعتی و نظامی است. همچنین می تواند یک جلوه روشن تر را فراهم کند که باعث می شود آبکاری برای برنامه های کاربردی تزئینی مناسب تر باشد. یک عیب از آبکاری در پلاستیک این است که معمولا گران تر از آبکاری الکترولس است. همچنین برای رسیدن به ضخامت یکنواخت در بستر مشکلات زیادی وجود دارد زیرا ضخامت به سمت لبه ها سریع تر از سطح افزایش می­یابد. هر بستری حاوی سطوح با گودی های عمیق یک انتخاب خوب برای آبکاری نیست، زیرا محلول آبکاری می­تواند به راحتی در آنجا به دام بیفتد.

راهنمایی های عیب یابی و مشاوره

فرایند آبکاری بر روی پلاستیک می­تواند با مشکلاتی همراه باشد که باعث ایجاد نتیجه نامطلوب می­شود. در اینجا چند نکته در مورد عیب یابی برای کمک به شما در اجتناب از اشتباهات در هر مرحله وجود دارد:

چسبندگی نامناسب- چسبندگی ضعیف در طی مرحله اچینگ معمولا نتیجه غلظت بالای کروم است. این موضوع را می­توان با تغییر شیمیایی عامل اچ کننده بهبود بخشید.

قسمت های بیش از حد براق پس از اچینگ - اگر قطعات بعد از اچینگ روشن تر از میزان مورد نظر باشند، به طور معمول این بدان معنی است که فرایند اچینگ برای یک قاب زمانی به اندازه کافی رخ نمی دهد و باید طول بکشد.

قطعات گره خورده به هم-هنگامی که قطعات در طی اچینگ گره می­خورند، به این معنی است که درجه حرارت بیش از حد بالا است و یا تنش بیش از حد در شابلون­ها وجود دارد.

محلول کروم چکیده شده از قطعات- یکی دیگر از مشکلات رایج این است که در حین برداشتن قطعات محلول چکیده شده و خنثی کننده حذف شود. اگر حمام خنثی کننده رنگ نارنجی را نشان دهد، معمولا نشان می دهد که حمام کارایی ندارد و باید با یک محلول تازه جایگزین شود.

درخشش نقره بر روی سطح حمام فعال کننده- حضور لایه نقره ای نشان می­دهد که سطح یون های قلع کم است و باید دوباره شارژ شود.

ناهمواری و زبری قطعات بعد از حمام فعال کننده-لبه های زبر در قطعات می تواند نشانه ای از وجود ذرات معلق در محلول باشد که نیاز به فیلتر کردن بیشتر از محلول حمام دارد. این نیز می تواند به این معنی باشد که سطح قلع خیلی کم است و باید افزایش یابد.

لبه های جانبی آبکاری نشده- این اغلب نشانه ای از شتاب بیش از حد یا درجه حرارت بیش از حد می­باشد. این مشکل را می­توان با کنترل غلظت شتاب دهنده یا کاهش دمای حمام حل کرد.

مناطق بزرگی که آبکاری نمی­شوند- اغلب نشان دهنده شتاب کم یا کم بودن دمای حمام است. بالا بردن درجه حرارت و یا تلاطم محلول می­تواند این مشکل را تصحیح کند.

حمام نیکل الکترولس بیش از حد فعال-این مشکل می­تواند علل متعددی داشته باشد که در اغلب موارد دمای بیش از حد بالا مشکل ساز است. سعی کنید درجه حرارت را هنگام آبکاری کاهش دهید و شیمی محلول را برسی کنید.

حمام نیکل الکترولس تنبل- یا دما خیلی پایین است یا سطح pH در محدوده مورد نظر نیست. این می تواند با بالا بردن دمای حمام یا تغییر شیمی محلول بهبود یابد.

حمام مس الکترولس کند با لکه های تیره- این مشکل نشانه ای از محتوی بسیار کم مس یا دمای ناکافی حمام باشد. بررسی مجدد شیمی حمام و افزایش درجه حرارت حمام دو مرحله عیب یابی است که می تواند مشکل را حل کند.

احیای آبکاری پلاستیک

آبکاری بر روی پلاستیک در دهه های 1970 و 1980 به شدت محبوب بود. با این حال، یک تغییر در سلیقه مصرف کنندگان که در دهه 1990 آغاز شد و تا اوایل قرن بیست و یکم ادامه یافت، تقاضای کمتری برای محصولات پلاستیکی آبکاری شده با فلز داشت. این تغییر تاثیر خاصی بر صنایع خودروسازی داشت، به ویژه در سراسر آمریکای شمالی و اروپا از نظر مالکان خودرو، ظاهر براق و درخشش فلزی در قطعات خودرو، کمتر جذاب بودند.

جالب توجه است که تقاضا برای آبکاری بر روی پلاستیک مانند یک چرخه کامل است. مصرف کنندکان در اروپا و آمریکا یک بار دیگر به دنبال خرید وسایل نقلیه با کروم درخشان هستند. نگرانی های محیط زیست موجب افزایش تولید خودروهای سبک تر و ایرودینامیکی شده است. همچنین تماس های جدیدی برای محصولات پلاستیکی پوشش داده با فلزات در صنایع دیگر مانند لوله کشی، تولید برق و الکترونیک نیز وجود دارد.

مطالب مرتبط

بیت کوین چیست؟ ...

آبکاری کروم سخت و فیلمی در مورد آن ...

استفاده از نانوجاذب‌ها جهت شناسایی یون نیکل موجود در پساب‌های صنعتی ...

پهباد ((برو خانه)) در ژاپن علیه کارمندان وفادار و کاری ...

زیباترین کلمه 5 حرفی ...

آبکاری پلاستیک و نوآوری جدید ...

راه اندازی بزرگترین خط آبکاری روی ...

واگن های LHB برای قطارهای سریع السیر در هند ...

استفاده از اسمز معکوس روشی جهت تسویه پساب های صنعتی ...

برگزاری دوره آموزشی تخصصی آبکاری نیکل- کروم توسط شرکت پویاب فلز ...

ویروس کرونا ...

نوروز خوش آمد! ...

اخبار فلزات ...

تصفیه پساب حاصل از آبکاری با روش انجماد ...

بازدید از خط تولید شرکت بنز ...

نوزدهمین سمینار شیمی معدنی انجمن شیمی ایران ...

مواد شیمیایی زیست محیطی پایدار به واسطه بیوتکنولوژی نوآورانه نیکل، این دو را با هم دارد. ...

نفوذ آلودگی های میکروسکوپی به ارتفاعات هیمالیا ...

مشکلات آبکاری رودیوم چیست؟ ...

سال نو میلادی مبارک ...

بیش از 30 درصد قطعه سازان در آستانه ورشکستگی هستند. ...

ابطال۱۸برند شیرآلات بهداشتی ...