Giriş: Plastik ürünlerin üretim süreci temel olarak dört temel süreci içerir: kalıp oluşturma, yüzey işleme, baskı ve montaj. Yüzey işleme vazgeçilmez bir parçadır ve kaplamaların yapışmasını geliştirmek ve kaplama için iyi bir iletken alt katman sağlamak için ön işlem süreçleri gereklidir. Bu makalede plastik ürünler için yüzey ön işlem prosesleri kısaca anlatılmaktadır.
Plastik ürünlerin yüzey ön işlemleri esas olarak kaplama ve kaplama işlemlerini içerir. Genel olarak plastikler yüksek kristalliğe, düşük polariteye veya sıfır polariteye ve düşük yüzey enerjisine sahiptir ve bu da kaplamaların yapışmasını etkiler.
Plastikler iletken olmayan yalıtkanlar olduğundan-, kaplama, standart elektrokaplama işlemleri kullanılarak yüzeylerine doğrudan uygulanamaz. Bu nedenle kaplamanın yapışmasını iyileştirmek ve iyi yapışmaya sahip iletken bir alt tabaka sağlamak için yüzey işleminden önce gerekli ön işlemler yapılmalıdır.
Ön işlem, plastik yüzeyin yağdan arındırılmasını, yani yağın ve kalıp ayırıcı maddelerin temizlenmesini ve amacı kaplama yapışmasını iyileştirmek olan yüzey aktivasyon işlemini içerir.
01 Yağ Alma
Plastik ürünlerin yağdan arındırılması. Metal ürünlerin yağdan arındırılmasına benzer şekilde, plastik ürünlerin de yağı, organik çözücüler veya yüzey aktif maddeler içeren alkalin sulu çözeltiler kullanılarak çıkarılabilir. Organik solvent yağ giderme, parafin mumu, balmumu, gres ve diğer organik kirlerin plastik yüzeylerden temizlenmesi için uygundur. Kullanılan organik solvent plastiği eritmemeli, şişmemeli veya çatlatmamalıdır; düşük kaynama noktasına sahip olmalı, uçucu olmalı,-toksik olmamalı ve-yanıcı olmamalıdır.
Alkali sulu çözeltiler, alkaliye-dirençli plastiklerin yağdan arındırılması için uygundur. Bu çözelti kostik soda, alkali tuzlar ve çeşitli yüzey aktif maddeler içerir. En yaygın kullanılan yüzey aktif madde, köpük oluşturmayan ve plastik yüzeyde kalıntı bırakmayan OP serisi yani alkilfenol polioksietilen eterdir.
02 Yüzey Aktivasyonu Bu aktivasyon, plastiğin yüzey özelliklerini iyileştirmeyi, yani polar gruplar oluşturmayı veya plastik yüzeyi pürüzlendirerek kaplamaların ıslatılmasını ve parçanın yüzeyine adsorbe edilmesini kolaylaştırmayı amaçlar. Kimyasal oksidasyon, alev oksidasyonu, solvent buharıyla aşındırma ve korona deşarj oksidasyonu gibi birçok yüzey aktivasyon işlemi yöntemi vardır. En yaygın kullanılan yöntem, genellikle kromik asit çözeltisinin kullanıldığı kimyasal kristal oksidasyon işlemidir. Tipik bir formülasyon %4,5 potasyum dikromat, %8,0 su ve %87,5 konsantre sülfürik asittir (%96 veya daha yüksek).
Polistiren ve ABS plastikleri gibi bazı plastik ürünler, kimyasal oksidasyon işlemine tabi tutulmadan doğrudan kaplanabilir. Yüksek-kaliteli kaplamalar elde etmek için bazen kimyasal oksidasyon işlemi kullanılır. Örneğin, ABS plastik yağdan arındırıldıktan sonra seyreltilmiş bir kromik asit çözeltisi ile aşındırılabilir. Tipik bir formülasyon 420 g/L kromik asit ve 200 ml/L sülfürik asittir (özgül ağırlık 1,83). Tipik bir arıtma işlemi 65 derece -70 derecede 5-10 dakika, ardından su ile durulama ve kurutmadır. Kromik asitle aşındırmanın avantajı, çeşitli şekillerdeki plastik ürünleri eşit şekilde işleyebilmesidir. Dezavantajları ise operasyonun tehlikeli olması ve kirlilik sorunlarının olmasıdır.
Kaplama öncesi ön işlemin amacı, kaplama ile plastik yüzey arasındaki yapışmayı iyileştirmek ve plastik yüzey üzerinde iletken bir metalik alt tabaka oluşturmaktır. Ön arıtma prosesi temel olarak şunları içerir: mekanik pürüzlendirme, kimyasal yağ giderme, kimyasal pürüzlendirme, hassaslaştırma işlemi, aktivasyon işlemi, indirgeme işlemi ve akımsız kaplama. İlk üç adım kaplamanın yapışmasını geliştirmek, son dört adım ise iletken bir metalik alt katman oluşturmaktır.
01 Mekanik ve Kimyasal Pürüzlendirme
Mekanik ve kimyasal pürüzlendirme işlemleri, plastik yüzeyi pürüzlendirmek için sırasıyla mekanik ve kimyasal yöntemler kullanır ve böylece kaplama ile alt tabaka arasındaki temas alanını arttırır. Genel olarak mekanik pürüzlendirme ile elde edilen bağlanma kuvvetinin, kimyasal pürüzlendirme ile elde edilenin sadece %10'u kadar olduğuna inanılmaktadır.
02 Kimyasal Yağ Alma
Kaplama öncesi plastik yüzeyler için yağdan arındırma yöntemi, kaplama öncesi ön işlem ile aynıdır.
03 Hassaslaştırma
Hassaslaştırma, kalay diklorür ve titanyum triklorür gibi kolayca oksitlenen maddelerin belirli bir adsorpsiyon kapasitesine sahip plastik yüzeye adsorbe edilmesini içerir. Bu adsorbe edilen, kolayca oksitlenen maddeler, aktivasyon sırasında oksitlenirken, aktivatör, ürün yüzeyinde kalan katalitik çekirdeklere indirgenir. Hassaslaştırma, sonraki akımsız metal kaplamanın temelini oluşturur.
04 Etkinleştirme
Aktivasyon, hassaslaştırılmış yüzeyin katalitik olarak aktif metal bileşiklerinden oluşan bir çözelti ile işlenmesini içerir. Esasen, adsorbe edilmiş indirgeyici maddeyi içeren ürün, bir asil metal tuzu içeren bir oksidantın sulu bir çözeltisine daldırılır. Oksitleyici olarak görev yapan soy metal iyonları S²⁺n tarafından indirgenir ve indirgenmiş soy metal parçacıkları, güçlü katalitik aktiviteye sahip koloidal parçacıklar halinde ürün yüzeyinde birikir. Bu yüzey akımsız kaplama çözeltisine daldırıldığında bu parçacıklar katalitik merkezler haline gelerek akımsız kaplama reaksiyonunu hızlandırır.
05 Azaltma Tedavisi
Elektriksiz kaplamadan önce, aktifleştirilmiş ve durulanmış ürünler, kalan aktivatörü çıkarmak için elektriksiz kaplamada kullanılan belirli bir konsantrasyondaki indirgeyici madde çözeltisine daldırılır. Buna küçültme tedavisi denir. Bakır akımsız kaplamada indirgeme işlemi için formaldehit çözeltisi kullanılır; nikel akımsız kaplama için sodyum hipofosfit çözeltisi kullanılır. 06 Kimyasal Kaplama Kimyasal kaplamanın amacı, plastik ürünlerin yüzeyinde iletken bir metal film oluşturmak ve metal katmanların plastik ürünler üzerine elektrokaplanması için koşullar yaratmaktır. Bu nedenle kimyasal kaplama, plastik elektrokaplamada önemli bir adımdır.
