Металлизация пластмасс - Шалкаускас М.И.
Скачать (прямая ссылка):
Некоторые способы придания электропроводности пластмассовым изделиям
Существуют и другие возможности исключить сложную и довольно трудоемкую операцию химической металлизации при нанесении гальванопокрытий на пластмассы. Для этого изготовляют специальные электропроводные пластмассы. Например, из наполненного сажей полипропилена получают материал капрез ДПП, удельная электропроводность которого порядка 0,2 Ом-1-см-1. На него прямо после переработки пластмассы в детали, их монтажа на подвесках и обезжиривания можно наносить никелевые покрытия из обычного электролита никелирования. Благодаря
55
крайне проетой технологии гальванической металлизации мировое потребление электропроводного полипропилена составляет десятки тысяч тонн в год.
Для создания поверхностной электропроводности на пластмассах применяют электропроводные эмали. В Советском Союзе для этого производят электропроводную эмаль АС-588. При помощи такой эмали можно металлизировать не только пластмассы, но и такие материалы, как дерево, кожу, гипс и другие пористые тела. Они сильно поглощают растворы, и другими способами металлизировать их весьма сложно. Получаемые на электропроводных эмалях гальванические металлопокрытия имеют шагреневую фактуру, и их можно использовать для специальных отделочных целей.
Если для образования электропроводного подслоя использовать эмали, содержащие легковосстанавливаемые оксиды цинка, индия, кадмия или свинца, то на них можно осадить гладкие и блестящие металлические гальванопокрытия. Восстановление оксидов в таких эмалях проводят в щелочных электролитах, поглаживая поверхность эмали металлической щеткой, присоединенной к катоду. При этом поверхность становится электропроводной (язЮОО Ом_1-см-1) и на нее можно наращивать гальванические металлопокрытия.
Слой таких соединений, как оксиды четырехвалентного олова или трехвалентного индия, сами обладают достаточной электропроводностью, и их можно использовать в качестве электропроводных подслоев для гальванопокрытий. Однако их нанесение требует довольно сложной технологии и использования довольно высоких температур (300—¦ 600 °С). Поэтому теперь их применяют лишь для образования прозрачных электродов на поверхности стекла и кварца.
Для образования электропроводных подслоев на пластмассах гораздо легче использовать другие полупроводниковые слои. Например, очень легко можно образовать слои из сульфидов меди, свинца и других металлов как путем осаждения их из растворов, так и путем насыщения поверхности пластмасс .серой или сульфидами щелочных металлов и после этого обрабатывать их растворами солей металлов, образующих нерастворимые сульфиды. Аналогичным образом можно образовать и другие халькогениды или фосфиды. Однако такие слои полупроводников не всегда обладают достаточной электропроводностью или не всегда достаточно прочно связаны с поверхностью пластмасс.
56
ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Несмотря на большие многотоннажные объемы производства и довольно широкое применение в различных отраслях народного хозяйства пластмасс, металлизированных химико-гальваническим способом, технология их изготовления все еще содержит многое от искусства и не всегда поддается строгому инженерному расчету. Например, ответить на кардинальный вопрос, какие пластмассы можно металлизировать, пока еще довольно трудно. Можно лишь указать, какие факторы имеют решающее значение и предопределяют успешное эксплуатационное поведение изделия. По нашему мнению, таких факторов три: соответствие материалов, форма детали и способ создания поверхностной электропроводности на пластмассе (рис. 20).
Фактор соответствия материалов для металлизированных химико-гальваническим способом пластмасс, обладающих достаточно большой долговечностью (порядка нескольких лет) при колебаниях температуры окружающей среды от —60 до -{-60 °С, выражается небольшой разницей коэффициентов теплового расширения металла и пластмассы (не больше одного порядка) и достаточно прочной связью между покрытием и основой (порядка одного или нескольких кН/м) при помощи достаточно толстого (1 мкм) промежуточного слоя. Этим требованиям соответствуют АБС-пластики, полифениленоксид, полисульфоны в сочетании с медными, никелевыми или цинковыми покрытиями. Фактор поверхностной электропроводности зависит от структуры и других свойств промежуточного слоя, формирование которого предопределяется способом подготовки поверхности к гальванической металлизации. Фактор формы детали зависит от равномерности металлического покрытия, распределения внутренних напряжений в ней, что обусловлено величиной и конфигурацией детали. От этого также зависит и технология металлизации.
/г,Поэтому к вопросу о целесообразности металлизации того или другого изделия из пластмассы следует относиться очень серьезно. Выбор типа изделия, его формы, вида пластмассы, технологического процесса для осуществления металлизации имеют большое значение как для эффективного выполнения производственной программы, так и для успешной эксплуатации готовых изделий.
Не следует забывать о факторе времени, который имеет значение не только в процессах производства (производи-
