Sissejuhatus: Plasttoodete tootmisprotsess hõlmab peamiselt nelja põhiprotsessi: vormi vormimine, pinnatöötlus, trükkimine ja kokkupanek. Pinnatöötlus on asendamatu osa ning eeltöötlusprotsessid on olulised, et parandada katete nakkumist ja tagada plaadistuse jaoks hea juhtiva aluskihi. Selles artiklis kirjeldatakse lühidalt plasttoodete pinna eeltöötlusprotsesse.
Plasttoodete pinna eeltöötlus hõlmab peamiselt katmist ja plaatimist. Üldiselt on plastidel kõrge kristallilisus, madal polaarsus või polaarsus ja madal pinnaenergia, mis mõjutab katete nakkumist.
Kuna plastid on mittejuhtivad isolaatorid, ei saa nende pindadele plaatimist standardsete galvaniseerimisprotsesside abil otse peale kanda. Seetõttu tuleks enne pinnatöötlust teha vajalikud eeltöötlused, et parandada katte nakkumist ja tagada hea nakkuvusega juhtiv aluskiht.
Eeltöötlus hõlmab plastpinna rasvatustamist ehk õli- ja hallitusseente eemaldamist ning pinnaaktiveerimistöötlust, mille eesmärgiks on katte nakkuvuse parandamine.
01 Rasvaärastus
Plasttoodete rasvatustamine. Sarnaselt metalltoodete rasvatustamisele saab plasttooteid rasvatustada orgaaniliste lahustite või pindaktiivseid aineid sisaldavate leeliseliste vesilahuste abil. Orgaanilise lahustiga rasvaärastus sobib parafiini, mesilasvaha, rasva ja muu orgaanilise mustuse puhastamiseks plastpindadelt. Kasutatav orgaaniline lahusti ei tohiks plasti lahustada, paisuda ega praguneda; sellel peab olema madal keemispunkt, lenduv, mitte-toksiline ja mittesüttiv.
Leeliselised vesilahused sobivad leelisekindlate plastide rasvatustamiseks{0}}. See lahus sisaldab seebikivi, leeliselisi sooli ja erinevaid pindaktiivseid aineid. Kõige sagedamini kasutatav pindaktiivne aine on OP-seeria ehk alküülfenoolpolüoksüetüleeneeter, mis ei moodusta vahtu ega jäta plastpinnale jääke.
02 Pinna aktiveerimine Selle aktiveerimise eesmärk on parandada plastide pinnaomadusi, st tekitada polaarseid rühmi või karestada plastpinda, muutes katted kergemini märgatavaks ja detaili pinnale adsorbeeruvaks. Pinna aktiveerimise töötlemiseks on palju meetodeid, näiteks keemiline oksüdatsioon, leegi oksüdatsioon, lahustiauru söövitamine ja koroonalahenduse oksüdatsioon. Kõige laialdasemalt kasutatav meetod on keemiline kristallide oksüdatsioonitöötlus, mille puhul kasutatakse tavaliselt kroomhappe lahust. Tüüpiline koostis sisaldab 4,5% kaaliumdikromaati, 8,0% vett ja 87,5% kontsentreeritud väävelhapet (96% või rohkem).
Mõningaid plasttooteid, nagu polüstüreen ja ABS-plast, saab katta otse ilma keemilise oksüdatsioonita. Kvaliteetsete-katete saamiseks kasutatakse mõnikord keemilist oksüdatsioonitöötlust. Näiteks pärast rasvaärastus võib ABS-plasti söövitada lahjendatud kroomhappe lahusega. Tüüpiline koostis on 420 g/l kroomhapet ja 200 ml/l väävelhapet (erikaal 1,83). Tüüpiline töötlemisprotsess on 65-70 kraadi juures 5-10 minutit, millele järgneb veega loputamine ja kuivatamine. Kroomhappesöövituse eeliseks on see, et sellega saab töödelda erineva kujuga plasttooteid ühtlaselt. Selle puuduseks on see, et operatsioon on ohtlik ja esineb reostusprobleeme.
Pindamiseelse eeltöötluse eesmärk on parandada katte ja plastpinna vahelist haardumist ning moodustada plastpinnale juhtiv metallist aluskiht. Eeltöötlusprotsess hõlmab peamiselt: mehaaniline karestamine, keemiline rasvaärastus, keemiline karestamine, sensibiliseerimine, aktiveerimine, redutseerimine ja elektrivaba katmine. Esimesed kolm sammu on kattekihi nakkuvuse parandamiseks, viimased neli aga juhtiva metallilise aluskihi moodustamiseks.
01 Mehaaniline ja keemiline karestamine
Mehaanilises ja keemilises karestamistöötluses kasutatakse vastavalt mehaanilisi ja keemilisi meetodeid plastpinna karendamiseks, suurendades seeläbi katte ja aluspinna vahelist kontaktpinda. Üldiselt arvatakse, et mehaanilise karestamise teel saavutatav sidumistugevus on vaid umbes 10% keemilise karestamise teel saavutatavast.
02 Keemiline rasvaärastus
Plastpindade rasvaärastusmeetod enne katmist on sama, mis eeltöötlusel enne katmist.
03 Sensibiliseerimine
Sensibiliseerimine hõlmab kergesti oksüdeeruvate ainete, nagu tinadikloriid ja titaantrikloriid, adsorbeerimist plastpinnale, millel on teatud adsorptsioonivõime. Need adsorbeeruvad, kergesti oksüdeeruvad ained oksüdeeritakse aktiveerimise käigus, samal ajal kui aktivaator redutseeritakse katalüütilisteks tuumadeks, mis jäävad toote pinnale. Sensibiliseerimine loob aluse järgnevale elektrivaba metallplaadistamisele.
04 Aktiveerimine
Aktiveerimine hõlmab sensibiliseeritud pinna töötlemist katalüütiliselt aktiivsete metalliühendite lahusega. Põhimõtteliselt sukeldatakse adsorbeeritud redutseerijat sisaldav toode väärismetallisoola sisaldava oksüdeerija vesilahusesse. Oksüdeerijatena toimivad väärismetalliioonid redutseeritakse S²⁺n toimel ja redutseeritud väärismetalliosakesed ladestuvad toote pinnale tugeva katalüütilise aktiivsusega kolloidsete osakestena. Kui see pind sukeldatakse elektrivaba plaadistamise lahusesse, muutuvad need osakesed katalüütilisteks keskusteks, mis kiirendavad elektrivaba plaadistamise reaktsiooni.
05 Vähendav ravi
Enne elektrivaba katmist sukeldatakse aktiveeritud ja loputatud tooted teatud kontsentratsiooniga redutseeriva aine lahusesse, mida kasutatakse elektrivaba plaadistuses, et eemaldada kõik allesjäänud aktivaatorid. Seda nimetatakse redutseerivaks raviks. Elektroonilise vase katmiseks kasutatakse redutseerimiseks formaldehüüdi lahust; nikkelelektrivaba katmiseks kasutatakse naatriumhüpofosfiidi lahust. 06 Keemiline katmine Keemilise katmise eesmärk on tekitada plasttoodete pinnale juhtiv metallkile, luues tingimused metallikihtide galvaniseerimiseks plasttoodetele. Seetõttu on keemiline katmine plastiku galvaniseerimise võtmeetapp.
