บทนำ: กระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับกระบวนการหลักสี่กระบวนการ: การขึ้นรูปแม่พิมพ์ การรักษาพื้นผิว การพิมพ์ และการประกอบ การรักษาพื้นผิวเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ และกระบวนการปรับสภาพมีความจำเป็นในการปรับปรุงการยึดเกาะของสารเคลือบและเป็นชั้นด้านล่างที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ดีสำหรับการชุบ บทความนี้จะอธิบายโดยย่อเกี่ยวกับกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวสำหรับผลิตภัณฑ์พลาสติก
การปรับสภาพพื้นผิวของผลิตภัณฑ์พลาสติกส่วนใหญ่รวมถึงการเคลือบผิวและการชุบ โดยทั่วไปพลาสติกมีความเป็นผลึกสูง มีขั้วต่ำหรือไม่มีเลย และมีพลังงานพื้นผิวต่ำ ซึ่งส่งผลต่อการยึดเกาะของสารเคลือบ
เนื่องจากพลาสติกเป็นฉนวนที่ไม่-นำไฟฟ้า การชุบจึงไม่สามารถนำไปใช้กับพื้นผิวโดยตรงโดยใช้กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้ามาตรฐาน ดังนั้น ควรทำการปรับสภาพล่วงหน้าที่จำเป็นก่อนการปรับสภาพพื้นผิวเพื่อปรับปรุงการยึดเกาะของสารเคลือบ และช่วยให้ชั้นเคลือบด้านล่างเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่มีการยึดเกาะที่ดี
การเตรียมผิวรวมถึงการขจัดคราบไขมันบนพื้นผิวพลาสติก เช่น การทำความสะอาดสารขจัดคราบน้ำมันและเชื้อรา และการกระตุ้นพื้นผิว โดยมีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะของสารเคลือบ
01 ล้างไขมัน
การล้างไขมันของผลิตภัณฑ์พลาสติก เช่นเดียวกับการล้างไขมันผลิตภัณฑ์โลหะ ผลิตภัณฑ์พลาสติกสามารถล้างไขมันได้โดยใช้ตัวทำละลายอินทรีย์หรือสารละลายน้ำอัลคาไลน์ที่มีสารลดแรงตึงผิว การล้างไขมันด้วยตัวทำละลายอินทรีย์เหมาะสำหรับการทำความสะอาดขี้ผึ้งพาราฟิน ขี้ผึ้ง จาระบี และสิ่งสกปรกอินทรีย์อื่นๆ จากพื้นผิวพลาสติก ตัวทำละลายอินทรีย์ที่ใช้ไม่ควรละลาย บวม หรือแตกพลาสติก ควรมีจุดเดือดต่ำ ระเหยง่าย ไม่-เป็นพิษ และ-ไม่ติดไฟ
สารละลายน้ำอัลคาไลน์เหมาะสำหรับการล้างไขมันพลาสติกที่ต้านทานด่าง- สารละลายนี้ประกอบด้วยโซดาไฟ เกลืออัลคาไลน์ และสารลดแรงตึงผิวต่างๆ สารลดแรงตึงผิวที่ใช้กันมากที่สุดคือ OP series เช่น alkylphenol polyoxyethylene ether ซึ่งไม่เกิดฟองและไม่ทิ้งสารตกค้างบนพื้นผิวพลาสติก
02 การเปิดใช้งานพื้นผิว การเปิดใช้งานนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติพื้นผิวของพลาสติก กล่าวคือ เพื่อสร้างกลุ่มขั้วหรือทำให้พื้นผิวพลาสติกหยาบขึ้น ทำให้การเคลือบเปียกได้ง่ายขึ้นและดูดซับบนพื้นผิวของชิ้นส่วน การบำบัดด้วยการกระตุ้นพื้นผิวมีหลายวิธี เช่น ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมี ปฏิกิริยาออกซิเดชันด้วยเปลวไฟ การกัดด้วยไอตัวทำละลาย และปฏิกิริยาออกซิเดชันของการปล่อยโคโรนา วิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือการบำบัดด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันของผลึกเคมี ซึ่งมักใช้สารละลายกรดโครมิก สูตรทั่วไปคือโพแทสเซียมไดโครเมต 4.5% น้ำ 8.0% และกรดซัลฟิวริกเข้มข้น 87.5% (96% หรือสูงกว่า)
ผลิตภัณฑ์พลาสติกบางชนิด เช่น โพลีสไตรีนและพลาสติก ABS สามารถเคลือบได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการออกซิเดชั่นทางเคมี เพื่อให้ได้สารเคลือบคุณภาพสูง- บางครั้งจึงใช้การบำบัดออกซิเดชันทางเคมี ตัวอย่างเช่น หลังจากการล้างไขมัน พลาสติก ABS สามารถแกะสลักด้วยสารละลายกรดโครมิกเจือจางได้ สูตรทั่วไปคือกรดโครมิก 420 กรัม/ลิตร และกรดซัลฟิวริก 200 มล./ลิตร (ความถ่วงจำเพาะ 1.83) กระบวนการบำบัดโดยทั่วไปคือ 65 องศา -70 องศา เป็นเวลา 5-10 นาที ตามด้วยการล้างด้วยน้ำและทำให้แห้ง ข้อดีของการกัดกรดโครมิกคือสามารถรักษาผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีรูปร่างต่างๆ ได้อย่างเท่าเทียมกัน ข้อเสียคือการดำเนินการมีอันตรายและมีปัญหามลภาวะ
วัตถุประสงค์ของการปรับสภาพก่อนการเคลือบคือเพื่อปรับปรุงการยึดเกาะระหว่างสารเคลือบและพื้นผิวพลาสติก และเพื่อสร้างชั้นด้านล่างที่เป็นโลหะเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าบนพื้นผิวพลาสติก กระบวนการปรับสภาพส่วนใหญ่ประกอบด้วย: การหยาบเชิงกล, การขจัดไขมันด้วยสารเคมี, การหยาบด้วยสารเคมี, การรักษาอาการแพ้, การบำบัดด้วยการกระตุ้น, การบำบัดแบบลดขนาด และการชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้า สามขั้นตอนแรกคือการปรับปรุงการยึดเกาะของสารเคลือบ ในขณะที่สี่ขั้นตอนหลังคือการสร้างชั้นล่างที่เป็นโลหะนำไฟฟ้า
01 การหยาบเชิงกลและเคมี
การรักษาหยาบด้วยเครื่องกลและเคมีใช้วิธีการทางกลและเคมีตามลำดับเพื่อทำให้พื้นผิวพลาสติกมีความหยาบ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่างสารเคลือบและสารตั้งต้น โดยทั่วไปเชื่อกันว่ากำลังยึดเกาะที่ได้จากการหยาบเชิงกลมีเพียงประมาณ 10% ของกำลังยึดเกาะที่ได้จากการหยาบทางเคมีเท่านั้น
02 การล้างไขมันด้วยสารเคมี
วิธีการล้างไขมันสำหรับพื้นผิวพลาสติกก่อนการเคลือบจะเหมือนกับวิธีการล้างไขมันก่อนการเคลือบ
03 อาการภูมิแพ้
การแพ้เกี่ยวข้องกับการดูดซับสารออกซิไดซ์ได้ง่าย เช่น ทินไดคลอไรด์และไทเทเนียมไตรคลอไรด์ ลงบนพื้นผิวพลาสติกซึ่งมีความสามารถในการดูดซับในระดับหนึ่ง สารที่ถูกดูดซับและออกซิไดซ์ได้ง่ายเหล่านี้จะถูกออกซิไดซ์ระหว่างการกระตุ้น ในขณะที่ตัวกระตุ้นจะลดลงเหลือนิวเคลียสของตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งยังคงอยู่บนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ การแพ้จะวางรากฐานสำหรับการชุบโลหะแบบไม่ใช้ไฟฟ้าในภายหลัง
04 การเปิดใช้งาน
การเปิดใช้งานเกี่ยวข้องกับการรักษาพื้นผิวที่ไวต่อแสงด้วยสารละลายของสารประกอบโลหะที่ออกฤทธิ์เร่งปฏิกิริยา โดยพื้นฐานแล้ว ผลิตภัณฑ์ที่มีสารรีดิวซ์ที่ถูกดูดซับจะถูกจุ่มลงในสารละลายที่เป็นน้ำของสารออกซิแดนท์ที่มีเกลือของโลหะมีตระกูล ไอออนของโลหะมีตระกูลซึ่งทำหน้าที่เป็นสารออกซิแดนท์จะลดลง S²⁺n และอนุภาคโลหะมีตระกูลที่ลดลงจะสะสมบนพื้นผิวผลิตภัณฑ์เป็นอนุภาคคอลลอยด์ที่มีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยารุนแรง เมื่อพื้นผิวนี้จุ่มลงในสารละลายการชุบโดยไม่ใช้ไฟฟ้า อนุภาคเหล่านี้จะกลายเป็นศูนย์กลางตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งจะเร่งปฏิกิริยาการชุบโดยไม่ใช้ไฟฟ้า
05 การรักษาลดขนาด
ก่อนการชุบโดยไม่ใช้ไฟฟ้า ผลิตภัณฑ์ที่เปิดใช้งานและล้างแล้วจะถูกแช่ในสารละลายตัวรีดิวซ์ที่มีความเข้มข้นที่แน่นอนซึ่งใช้ในการชุบโดยไม่ใช้ไฟฟ้า เพื่อกำจัดตัวกระตุ้นที่เหลืออยู่ นี้เรียกว่าการรักษาลดลง สำหรับการชุบทองแดงแบบไม่ใช้ไฟฟ้า จะใช้สารละลายฟอร์มาลดีไฮด์เพื่อลดการบำบัด สำหรับการชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า จะใช้สารละลายโซเดียมไฮโปฟอสไฟต์. 06 การชุบเคมี วัตถุประสงค์ของการชุบเคมีคือเพื่อสร้างฟิล์มโลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์พลาสติก สร้างเงื่อนไขสำหรับการชุบชั้นโลหะด้วยไฟฟ้าบนผลิตภัณฑ์พลาสติก ดังนั้นการชุบเคมีจึงเป็นขั้นตอนสำคัญในการชุบพลาสติกด้วยไฟฟ้า
