一、前言

　　ABS相對(duì)于PS在耐沖擊強(qiáng)度、抗張力、彈性率等方面均有明顯改善，且無(wú)負(fù)荷時(shí)熱變形溫度高，線脹系數(shù)小，因而加工成型后收縮小、吸水率低，適合制作精密的結(jié)構(gòu)制品，在工業(yè)領(lǐng)域特別是電子儀器儀表等產(chǎn)業(yè)中獲得好評(píng)。而使ABS塑料的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大的最主要原因，就是它是最先開發(fā)出來(lái)具有工業(yè)化電鍍加工性能的工程塑料，并且至今仍然是最適合電鍍的工程塑料。

　　小家電、潔具領(lǐng)域塑料電鍍因考慮成本及實(shí)際使用情況多采用通用ABS而非專業(yè)電鍍級(jí)ABS材料，因此如何通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有通用ABS現(xiàn)有配方及向客戶提供合適的電鍍工藝指導(dǎo)成為提高產(chǎn)品在該領(lǐng)域占有率的一個(gè)重要手段。

　　二、電鍍前處理工藝介紹

　　塑料制品一般為非導(dǎo)電體材料，在鍍前必須進(jìn)行一系列的預(yù)處理，使其表面金屬化，成為導(dǎo)體，才能進(jìn)行電鍍。塑料電鍍質(zhì)量?jī)?yōu)劣的關(guān)鍵是嚴(yán)格掌握鍍前處理。同時(shí)不同配方ABS對(duì)鍍層質(zhì)量的影響也主要在前處理階段體現(xiàn)。

　　1.化學(xué)除油

　　清除塑料制品表面油脂的目的，是有利于下一道粗化處理時(shí)能夠被溶液所潤(rùn)濕，使其表面得到均勻的粗化層，以提高表面與金屬的結(jié)合力。

　　塑料制品化學(xué)除油，通常采用有機(jī)溶劑或者熱堿溶液或者酸性溶液。ABS塑料制品的化學(xué)除油，一般多采用熱堿溶液，處理過(guò)程中應(yīng)控制溫度為50-55℃。溫度過(guò)高會(huì)引起制品變形。許多中小電鍍廠均將除油此步驟與后段粗化合并以進(jìn)一步節(jié)約成本。

　　2.粗化

　　塑料制品表面粗化的目的，是改善其表面憎水性質(zhì)。經(jīng)過(guò)粗化處理后的塑料表面，將呈現(xiàn)微觀粗糙狀態(tài)，從而增強(qiáng)了親水性，這樣能保證鍍層具有良好的結(jié)合力。ABS塑料表面的粗化方法，最常見的是鉻酸-硫酸溶液處理。

　　3.中和處理

　　中和處理一般是利用堿溶液或酸溶液來(lái)清除制品表面殘留的粗化液。此外。還要將鉻酸進(jìn)行還原，防止有害殘留物質(zhì)污染敏化溶液和活化溶液。

　　4.活化處理

　　現(xiàn)潔具電鍍多采用化學(xué)鎳，一般除了化學(xué)鍍銀可在敏化后直接進(jìn)行外，其他化學(xué)鍍都需要進(jìn)行活化處理。活化處理后的塑料表面將吸附一層有活性的金屬微粒，能使化學(xué)鍍正常進(jìn)行。現(xiàn)通常使用一步活化法進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。也就是采用膠體鈀法一步活化。并且由于表面活性劑技術(shù)的進(jìn)步，在商業(yè)化活化劑中，金屬鈀的含量已經(jīng)大大降低，0.1g/L的鈀鹽就可以起到活化作用。

　　5.解膠處理

　　應(yīng)用膠體鈀活化的塑料表面，因吸附的是膠體鈀微粒，其本身沒(méi)有催化活性，所以還必須用酸溶液或堿溶液進(jìn)行解膠處理。

　　三、影響鍍層結(jié)合力的因素

　　鍍層結(jié)合力檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要是劃格法測(cè)剝離力。

　　1.ABS塑料組成結(jié)構(gòu)的影響

　　ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚得到的聚合塑料。其名稱代號(hào)ABS正是這三種單體英文名的第一個(gè)字母的組合。

　　在這個(gè)共聚體中，A成份和S成份構(gòu)成骨架，而B成份也就是丁二烯是以極細(xì)微的球狀分散在這個(gè)架構(gòu)中。這種結(jié)構(gòu)使得ABS塑料具有一定硬度、韌性和強(qiáng)度，且收縮性小。

　　根據(jù)鍍層物理結(jié)合力理論，鍍層與塑件的結(jié)合力直接跟粗化后表面形成的微孔數(shù)量及孔徑有關(guān)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出粗化后微孔數(shù)量除了與粗化工藝有關(guān)外，同時(shí)與ABS材料中丁二烯含量及丙烯腈含量存在正比關(guān)系。見表3-1

　　表3-1

　　圖4-4 產(chǎn)品A EDS結(jié)果 圖4-5產(chǎn)品B EDS結(jié)果

　　2.成型條件的影響

　　丁二烯既然是分散在ABS本體中的，那么在成型過(guò)程中就會(huì)受到成型條件的影響。并將因成型條件的不同而呈現(xiàn)出不同的形狀，比如是球形或者扁平狀，也可能是流體狀等，其每個(gè)球形的粒徑大小也不可能是完全一致的。

　　使用電子顯微鏡可以觀察到表面上平均直徑在1μm以下的凹孔。根據(jù)機(jī)械結(jié)合力理論，孔部的剖面呈球形最好，這時(shí)的結(jié)合力是最高的。

　　材料流動(dòng)性差異導(dǎo)致熔融塑料在充模過(guò)程中其內(nèi)部橡膠顆粒產(chǎn)生不同的形變。流動(dòng)性低的產(chǎn)品橡膠顆粒形變大，相應(yīng)產(chǎn)品冷卻后內(nèi)應(yīng)力大，鍍層結(jié)合力下降。

　　四、不同公司通用ABS粗化效果及鍍層測(cè)試對(duì)比

　　1.粗化效果對(duì)比

　　通過(guò)使用相同的粗化工藝，對(duì)產(chǎn)品A、產(chǎn)品B、產(chǎn)品C進(jìn)行對(duì)比。在橡膠含量相近的產(chǎn)品A、產(chǎn)品B的粗化后電鏡照片中我們可以看出兩者的微孔數(shù)量較接近，而與產(chǎn)品C（橡膠含量高）相比較少。從而驗(yàn)證相同級(jí)別的產(chǎn)品A與產(chǎn)品B粗化效果無(wú)差別，同時(shí)從實(shí)際觀察角度驗(yàn)證提高橡膠含量能提高粗化效果。

　　2.化學(xué)鎳層厚度對(duì)比

　　實(shí)驗(yàn)使用同槽同時(shí)化學(xué)鍍鎳，對(duì)鎳層的厚度進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而宏觀上反映出不同材料的電鍍前處理效果。結(jié)果表明鍍層厚度與粗化效果相一致，粗化效果越好，化學(xué)鎳層越厚。

　　實(shí)驗(yàn)采用X-射線能譜元素分析（EDS），通過(guò)相同照射面積、相同深度鎳元素出峰面積與C元素出峰面積對(duì)比后，宏觀表征各照射點(diǎn)上鎳層含量的多少。

　　五、結(jié)論

　　合理的粗化工藝不但能節(jié)省藥劑、電力及時(shí)間，而且能為后續(xù)電鍍創(chuàng)造更有利的條件。

　　得到的制品質(zhì)量也有保證。通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)我們得出了通用ABS較好的粗化工藝，同時(shí)通過(guò)對(duì)主流同級(jí)別ABS進(jìn)行鍍層分析，得出該級(jí)別原料在電鍍性能上并無(wú)明顯的差異。

　　通過(guò)上述的研究及對(duì)比，為廣大使用通用ABS材料電鍍的企業(yè)選擇ABS提供了實(shí)際的依據(jù)，在石油價(jià)格上漲帶來(lái)的塑料原料購(gòu)買價(jià)格同步上漲的大環(huán)境中對(duì)ABS供應(yīng)商有了更多的選擇。同時(shí)也證明了我公司產(chǎn)品的品質(zhì)，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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