بررسی چسبندگی پوشش الكترولس به زیر لایه پلاستیكی در فرآیند آبكاری پلاستیكها

اهمیت آبكاری پلاستیكها

استفاده از قطعات پلاستیكی آبكاری شده در اواخر دهه 1970 در صنایع مختلف گسترش چشمگیری یافت، به طوری كه به سرعت در صنایعی نظیر خودرو سازی، الكترونیك و مصارف تزئینی به ویژه تولید وسایل خانگی كاربرد وسیعی یافتند[1]. مثالهایی كه از این كاربردها در ادامه آورده شده است.

الف – صنعت خودرو

پلاستیكهای آبكاری شده هم به منظور زیبایی و هم به منظور افزایش مقاومت به خوردگی در قسمتهای مختلف خودرو استفاده می‌شوند. به عنوان مثال برخی از پلاستیكهای آبكاری شده مقاوم به سایش نظیر پلی اورتان در قسمت‌های داخلی اتومبیل استفاده شده‌اند، ضمن این كه از قطعات پلاستیكی آبكاری شده كه دارای خاصیت مقاومت به ضربه باشند نیز می‌توان در سپرهای خودرو استفاده كرد. در شكل (1) نمونه ای از این كاربرد نشان داده شده است.

ب – صنعت الكترونیك

در صنعت الكترونیك ، آبكاری پلاستیكها به منظور ایجاد خاصیت هدایت الكتریكی انجام می شود كه نمونه بارز این كاربرد در ساخت صفحات مدارهای چاپی (P.C.B) Printed Circuit Board می‌باشد [2] .

شكل (2) نمونه ای از این كاربرد را در ساخت صفحات مدارهای چاپی نشان می‌دهد.

ج – جنبه های تزئینی

استفاده از پلاستیكهای آبكاری شده به دلیل خاصیت مقاومت به خراش و خواص زینتی پوششهای ایجاد شده به طور وسیع در تولید وسایل خانگی مورد توجه قرار گرفته اند.[1]

درشكل (3) نمونه‌ای از این كاربرد نشان داده شده است.

2- معرفی پوشش الكترولس

آبكاری الكترولس عبارت است از احیاء شیمیایی با اتوكاتالیتیكی یونهای فلزی موجود در وان الكترولس بر روی سطح قطعات. در این فرایند پوششی یكنواخت از فلز مورد نظر به وسیله یك سری واكنشهای شیمیایی بر روی سطح قطعه ایجاد می‌شود.

پرمصرف ترین پوشش‌های فلزی كه در آبكاری الكترولس مورد استفاده قرار می‌گیرند، مس و نیكل می‌باشند. كه درادامه به مكانیزم اصلی عملیات آبكاری الكترولس نیكل اشاره می‌شود[3].

3- اجزاء حمام الكترولس

به طور كلی در حمام الكترولس هشت جزء وجود دارد:

3-1- منبع یونهای نیكل

متداول‌ترین نمكهای به كار رفته در فرایند الكترولس نیكل، سولفات نیكل و كلرید نیكل می‌باشند، به طوری كه غلظت یونهای نیكل در حمام‌های اسیدی بین 4 تا 10 گرم در لیتر می‌باشند. [4و5]

3-2- هیپوفسفیت سدیم

این ماده یونهای نیكل را در محلول به شكل عنصر، احیاء می كند به طوری كه در طی فرایند احیاء آنیونهای هیپوفسفیت به ارتوفسفیت تجزیه شده و گاز هیدروژن ایجاد می‌گردد. ضمن آن كه درصد فسفر تا حدود 15 درصد نیز در رسوب نیكل ظاهر می‌شود. [3]

3-3- بافرها

وظیفه بافرها جلوگیری از تغییرات PH در حمام می‌باشد به طوری كه از افزایش بیش از حد اسیدیته محلول در طی رسوب گذاری جلوگیری می‌كنند.[3]

3-4- كمپلكس كننده ها

این اجزاء تقریباً اسیدهای آلی بوده كه معمولاً دی كربوكسیلاتها می‌باشند. این مواد تاثیر دو گانه ای دارند زیرا اولا باعث كاهش نرخ رسوب گذاری شده، ثانیاً همانند یك بافر عمل می كنند[3].

3-5- شتاب دهنده ها

شتاب دهنده‌هایی نظیر تركیبات فلوئوریدی و تیواوره در حد ppm2 تا 20 باعث افزایش نرخ رسوب گذاری می‌شوند [4].

3-6- پایدار كننده ها

وظیفه پایدار كننده‌هایی نظیر تركیبات سرب، كادمیم و روی یا تركیبات سیانیدی در حد ppm1 تا 10 این است كه از تجزیه خود به خودی حمام در اثر حرارت اضافی یا وجود عناصر ناخالصی (ذرات گرد وغبار) جلوگیری می‌كنند.[3]

3-7- عوامل تر كننده :

این مواد باعث كاهش كشش سطحی حبابهای گازی ایجاد شده در حمام می شوند و از ایجاد حفرات گازی بر روی رسوب جلوگیری می‌كنند[3].

3-8- متعادل كننده ها:

این مواد باعث افزایش نرخ رسوب گذاری به وسیله تبدیل یون ارتوفسفیت به هیپوفسفیت می شوند[3].

4- معرفی پروسه آبكاری پلاستیكها

عمده فرایند آبكاری پلاستیكها مربوط به عملیات پیش از آبكاری است، به طوری كه از هفت مرحله پروسه مربوط به آبكاری پلاستیكها به روشهای متداول (مانند الكتروپلیت یا الكترولس) امكان پذیر گردد[1].

این مراحل عبارتند از :

الف – آمده سازی اولیه

در این مرحله عملیات تمیز سازی سطح و چربی زدایی به وسیله محلول‌های اسیدی و قلیایی انجام می‌شود [6].