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Tecnologia de metalização de plásticos

A metalização química de plásticos possibilita a fabricação de produtos industriais e semi-acabados, como filtros de luz, placas de circuito impresso, catalisadores, espaços em branco galvânicos e muito mais. A metalização pode melhorar a resistência dos plásticos ao estresse mecânico, umidade e alta temperatura. Além disso, as peças que usam uma combinação de plástico e metal pesam significativamente menos que o metal.

Produtos plásticos metalizados

Características tecnológicas da metalização

O cobre é mais frequentemente usado como superfície de subcamada para galvanoplastia. A camada de cobre desempenha o papel de um amortecedor de plástico, devido ao qual as tensões são estabilizadas, o que é inevitável com uma diferença significativa nos coeficientes de tensão térmica desses materiais diferentes.

A camada inferior é adicionalmente cromada ou niquelada, conforme indicado na figura abaixo.

 

Opções para estruturas de revestimento
Variantes de estruturas de revestimento em várias camadas

Explicações para a figura:

  1. Plástico.
  2. Camada de cobre brilhante.
  3. Camada de cobre escovado.
  4. Metal de deposição química.
  5. Camada de níquel brilhante.
  6. Camada de níquel semi-brilhante.
  7. Camada de níquel escovado.
  8. Camada cromada brilhante.
  9. Camada de conversão.
  10. Camadas metálicas escovadas e brilhantes.

As características estruturais das composições aplicadas à subcamada de revestimento eletricamente condutora podem variar significativamente. Podemos falar de filmes de tipo brilhante, clarificado, aveludado, enegrecido, patinado e outros. A tarefa dos filmes não é apenas melhorar a aparência dos produtos. Por exemplo, revestimentos niquelados prolongam a vida útil dos plásticos. O fato é que o níquel é capaz de comprimir o plástico, fortalecendo significativamente esse material.

Peças de níquel

Para criar um revestimento galvânico, é necessário um eletrólito. Existem diferentes tipos de eletrólitos usados, incluindo:

  • chapeamento de cobre brilhante;
  • eletrólitos para revestimento de níquel;
  • composições especiais com base nas quais são criados revestimentos do tipo veludo ou revestidos com partículas sólidas.

Outros metais, como estanho ou zinco, também são usados. No entanto, antes de aplicar esses metais, é necessária passivação, após o que um filme aparece na superfície (com ou sem cor). Tais filmes protegem o material contra ferrugem ou placa.

Estanho metálico

A metalização química de plásticos é caracterizada pelo fato de as subcamadas metálicas não apresentarem alta condutividade elétrica. Em qualquer caso, a condutividade é menor do que no caso de eletrólito. Portanto, durante a deposição eletroquímica, a densidade da corrente aplicada deve ser insignificante - de 0,5 a 1 Ampere por decímetro quadrado. Se a densidade for maior, ocorrerá um efeito bipolar, que levará à dissolução do revestimento próximo ao local onde há contato com a suspensão condutora.

Em alguns casos, para evitar a dissolução do revestimento, cobre ou níquel é aplicado à camada de metal depositada quimicamente. E isso é feito com uma baixa densidade de corrente elétrica, mas as camadas subseqüentes são aplicadas no modo usual.

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Características da criação de revestimentos galvânicos

A camada galvânica, em primeiro lugar, garante a resistência do metal aos processos de corrosão. Durante galvanização as peças estão em eletrólitos densos. Assim, para que a operação seja bem-sucedida, agentes especiais de pesagem são pendurados nas peças.

Os revestimentos galvanizados diferem dos metálicos, pois é necessário um número muito maior de contatos para criá-los. O processo de galvanização de plásticos também é caracterizado pela complexidade da fase preparatória, pois nesse caso é mais difícil garantir uma boa adesão.

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Propriedades adesivas dos materiais

A adesão caracteriza a qualidade da adesão entre elementos de diferentes tipos (neste caso, estamos falando de adesão entre metal e plástico). A resistência de adesão entre revestimentos de metal e plástico deve estar entre 0,8 e 1,5 quilonewtons por metro - descascamento - e igual a 14 megapascals - tração. A adesão máxima possível alcançada pelos modernos meios tecnológicos é de aproximadamente 14 quilonewtons por metro.

Produto plástico de metalização

As qualidades adesivas dos materiais estão entre os fenômenos mais complexos. Basta dizer que não existe uma teoria unificada que responda plenamente a todas as questões relacionadas à adesão de materiais diferentes entre si.

Do ponto de vista da ciência química, a adesão é uma relação química entre diferentes tipos de corpos. Interações químicas podem ser vistas em superfícies plásticas. Nessas superfícies, existem grupos funcionalmente ativos que entram em contato com metais ou revestem superfícies metálicas com óxidos.

A abordagem molecular interpreta a adesão como conseqüência da presença de forças intermoleculares na superfície da interfase, da interação de dois pólos ou do aparecimento de ligações de hidrogênio. Isso explica, por exemplo, a adesão de filmes de polietileno gravados a úmido após a secagem.

Ferragens para móveis de plástico metálico

Do ponto de vista da teoria elétrica, as qualidades adesivas surgem devido ao fato de que quando um par de corpos interage, uma dupla camada elétrica aparece. Como resultado, essa camada não permite que os corpos se afastem, uma vez que as forças eletrostáticas de atração mútua de cargas diferentes funcionam.

De acordo com a teoria difusa (a mais aceita), a adesão ocorre devido a interações intermoleculares, que são especialmente claramente manifestadas durante a penetração mútua de moléculas nas camadas superficiais. Neste momento, uma certa camada intermediária aparece, como resultado da falta de uma borda óbvia entre os materiais.

E, finalmente, a teoria mecânica explica a adesão por adesão de âncora das partes metálicas salientes nos recessos da superfície plástica. Tais depressões são muito pequenas em área (vários micrômetros), no entanto, quando o metal depositado por um método químico entra nelas, os chamados bloqueios mecânicos aparecem.

Capacete de segurança metálico

Outros parâmetros afetam a adesão, incluindo o seguinte:

  • características de resistência do plástico;
  • a presença de reações favoráveis ​​de grupos quimicamente ativos em uma superfície plástica;
  • a presença de estimulantes de adesão, que também são chamados de promotores (compostos de cromo e estanho, plastificantes);
  • a ausência de anti-promotores que dificultam o fortalecimento ou mesmo destroem a camada intermediária;
  • a estrutura do metal depositado quimicamente, bem como os parâmetros em que essa deposição ocorre.
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Metalização a vácuo

A tecnologia consiste em pulverizar plástico com nicrromo ou alumínio usando um vácuo. A aplicação do metal ao plástico usando vácuo é realizada em uma câmara especial.A técnica é amplamente usada para aplicar um filme de metal em várias superfícies, por exemplo, peças de automóveis, acessórios de plástico, instalações hidráulicas, equipamentos de iluminação, etc. Para proteger o metal, são utilizadas tintas e vernizes especiais, caracterizados pelo aumento da dureza e resistência à umidade.

Câmara de vácuo de metalização
Câmara de vácuo de metalização
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Metalização em casa

Várias técnicas são conhecidas para a aplicação automática de metal em um revestimento plástico. O mais acessível deles é químico. Nesse caso, nenhum equipamento especial é necessário.

Os metais utilizados são prata e cobre. O filme resultante terá apenas alguns mícrons de espessura, mas dará à base uma aparência bonita com um brilho metálico.

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Chapeamento de cobre

Antes do processamento, lixe bem e desengordure a superfície. Se a peça apresentar protuberâncias (defeitos), reduza-as com cuidado para nada. Despeje abrasivo na superfície e limpe a superfície com um cotonete. Se estivermos lidando com poliacrilatos, para desengordurar você precisará de uma solução de soda cáustica, na qual a peça ficará embebida por 24 horas. Recomenda-se o uso de gasolina para desengorduramento de poliamidas.

Quando o produto é desengordurado, o lavamos em água destilada e, por um minuto, o mantemos em uma solução de meio por cento de cloreto de estanho e ácido clorídrico (40 gramas por litro). Esse processo é chamado de sensibilização. Seu objetivo é obter uma película de hidróxido de estanho em plástico.

Água de lavagem destilada

Após a sensibilização, ativamos a superfície. Para fazer isso, por 3-4 minutos, mergulhe a peça em uma solução de nitrato de prata (2 gramas de prata por litro e 20 gramas de álcool etílico por litro). Em seguida, colocamos o produto em uma solução composta pelos seguintes componentes:

  • carbonato de cobre - 200 gramas por litro;
  • glicerina (90%) - 200 gramas por litro;
  • soda cáustica (20%) - 1 litro;

A temperatura da solução deve ser de 18 a 25 graus. Tempo de processamento - 60 minutos.

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Chapeamento de prata

Realizamos o processamento preliminar de plástico da mesma maneira que no caso do cobre: ​​lixe e aplique um abrasivo. Lavamos a superfície com água e sabão e depois em água destilada.

Desengordure o produto com esta solução:

  • anidrido de crómio - 100 gramas por litro;
  • sulfato de ferro - 10 gramas por litro.

Sulfato de ferro para desengorduramento

Após desengordurar, lave a peça novamente em água destilada. Realizamos sensibilização em uma solução de cloreto de estanho (2 gramas por litro). Em seguida, colocamos o produto em uma solução que inclui esses componentes:

  • nitrato de prata - 3 gramas por litro;
  • soda cáustica - 3,5 gramas por litro;
  • amônia (25%) - 8 mililitros por litro;
  • glicose - 2,5 gramas por litro.

A temperatura recomendada da solução é de 18 a 25 graus. Tempo de processamento - 60 minutos. Como resultado, uma camada de prata uniforme e brilhante deve aparecer. Se em algum lugar houver heterogeneidades, isso pode ser explicado pelo desengorduramento superficial insuficiente. Nesse caso, você precisa remover a prata aplicada e repetir o trabalho novamente.

Para remover a prata do plástico, você precisará desta solução:

  • anidrido de crómio - 10 gramas por litro;
  • ácido sulfúrico - 3 gramas por litro.

Recomenda-se processar um filme uniforme com uma camada de verniz que proteja o plástico. Tratamento de superfície galvânico adicional também é possível.

Comentários e críticas (2)
  1. Vitaliy

    Olá, é possível ou não, sua maneira de usar o revestimento de cobre como uma camada condutora? Obrigada

    1. Olga

      Olá, diga-me, por favor, é possível aplicar o seu método de revestimento de prata para filmes de PET ou BOPP?

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