Химическое покрытие пластика металлами

Иногда требуется изготовить ту или иную пластиковую деталь и покрыть ее каким-либо металлом. Химическое (без применения электричества) покрытие пластика металлами — тема этой статьи. Здесь будет рассмотрен процесс металлизации основных видов пластмасс, часто применяемых самодельщиками — органического стекла, полистирола, полиамидов (капрона и нейлона), поливинилхлорида (винипласта) и стеклопластика.

Подготовка поверхности

Качество металлической пленки на пластиках зависит от подготовки деталей под покрытие. Здесь последовательность такая:

1. Обезжиривание
2. Травление поверхности
3. Активирование

Обезжиривание — операция, которую проводят после механической обработки деталей. Цель этой операции — удаление с их поверхности различных загрязнений. Для обезжиривания пластмасс применяют органические растворители.

Для обезжиривания органического стекла применяют метиловый спирт и четыреххлористый углерод.
Для полистирола — трихлорэтилен (реагент, применяемый в химчистке), метиловый и этиловый спирты.
Для полиамидов — чистый бензин и трихлорэтилен.
Для поливинилхлорида — ацетон, метиловый и этиловый спирты, трихлорэтилен.
Для эпоксидных смол — ацетон и метиловый спирт.

Травление — операция, когда в результате обработки деталей сильными окислителями поверхность слегка разрушается и делается шероховатой. Последнее обеспечивает повышенное сцепление (адгезию) металлической пленки с пластиком.

1. Органическое стекло и полистирол травят в растворе: серная кислота — 950 мл, персульфат калия —- 3 г, серебро азотнокислое — 3 г. Температура раствора 20 °С, время обработки 20—30 с.
2. Поливинилхлорид травят в растворе: гидрохинон — 100 г, пирокатехин — 25 г, ацетон — 1000 мл. Температура раствора 18 °С, время обработки 3 мин.
3. Полиамиды травят в растворе: серная кислота — 1000 мл, азотная кислота — 500 мл, соляная кислота — 3 мл, вода — 120 мл. Температура раствора 20 °С, время обработки 30—40 с.
4. Эпоксидные смолы травят в растворе: плавиковая кислота (70%-ная) — 1 мл, серная кислота — 2 мл, вода — 1000 мл. Температура раствора 18 °С, время обработки 70 с.

После травления детали промывают под струей горячей воды в течение 2—3 мин, затем минуту в холодной воде.

Активирование — процесс нанесения на обрабатываемую деталь раствора, который придает поверхности каталитические свойства. То есть в дальнейшем эта поверхность катализирует реакцию восстановления основного металла на этой поверхности.

Процесс активирования проводят за два раза. Первый раз детали обрабатывают в одном из растворов хлористого олова (все в г/л):

1. Олово хлористое — 25, соляная кислота — 50.
2. Олово хлористое — 25, соляная кислота — 20, гидрохинон — 20.
3. Олово хлористое — 30, соляная кислота — 25, спиртовой раствор некаля — 200 мл, некаль (порошок) — 1.

Температура каждого раствора 20 °С, время обработки 0,5—1,0 мин.

Последний раствор применяют для обработки трудносмачиваемых пластмасс (поливинилхлорида и т.п.).

Второй раз детали обрабатывают в одном из следующих растворов (г/л):

1. Серебро азотнокислое — 20, спирт этиловый — 500.
2. Серебро азотнокислое — 10, аммиак (25%-ный) — 100.
3. Палладий хлористый — 0,2, соляная кислота — 10.

Температура каждого раствора 20 °С, время обработки 20—30 мин.

Никелирование пластиков

После активирования (без промывки!) детали сразу переносят в раствор для никелирования. Здесь есть выбор растворов (г/л):

1. Никель сернокислый — 30, гипофосфит натрия — 10, ацетат натрия — 10. Температура раствора 90 °С, скорость наращивания пленки металла 15 мкм/ч.
2. Никель хлористый — 30, гипофосфит натрия — 10, лимоннокислый натрий — 100, хлористый аммоний до рН= 8—9. Температура раствора 90 °С, скорость наращивания 6 мкм/ч.
3. Никель хлористый — 30, Гипофосфит натрия — 10, лимоннокислый натрий — 10. Температура раствора 85 °С, скорость наращивания 5 мкм/ч.

Растворы готовят в следующей последовательности. Сначала в бОльшей части воды растворяют все компоненты, кроме гипофосфита натрия. Его отдельно растворяют в малой части воды. Непосредственно перед загрузкой деталей оба раствора смешивают.

Серебрение пластиков

Посеребрить пластиковые детали можно в одном из приведенных ниже растворов (г/л):

Раствор №1:

1. Серебро азотнокислое — 6, едкий натр — 6, аммиак (25%-ный) — 9. Серебро азотнокислое и едкий натр растворяют в 150 мл воды, затем водой доводят объем до 1 л.
2. Сахароза — 75, серная кислота (10%-ная) — 6. Сахарозу и серную кислоту кипятят в 300 мл воды в течение 10 мин. Приливают аммиак до рН = 3—4. Раствор остужают и доливают воды 1 л.

Смешивают растворы a и b в соотношении 2:1.

Раствор №2:

1. Серебро азотнокислое — 60, аммиак (25%-ный) — 70.
2. Формальдегид (40%-ный) — 65.

Рабочий раствор получают смешиванием растворов a и b в соотношении 1:1.

Активированную деталь (не промывая) помещают в рабочий раствор. Температура обоих растворов 20 °С, скорость наращивания 10 мкм/ч.

 

Сделай сам №1, 99

Л.А.Ерлыкин