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摘要：本文介紹用檸檬酸三鈉做絡(luò)合劑對(duì)塑料進(jìn)行電鍍過(guò)程中，通過(guò)對(duì)溫度對(duì)粗化時(shí)間的影響以及檸檬酸三鈉用量、電渡液酸度、電流密度等電鍍鍍層的影響等實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到最佳效果的工藝條件。
關(guān)鍵詞：塑料電鍍;檸檬酸三納;粗化時(shí)間;工藝條件;最佳效果
隨著近代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，塑料在越來(lái)越多的領(lǐng)域里得到廣泛的應(yīng)用，由于它們可以使形狀復(fù)雜的零件一次成型，還具有重量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，可以大量節(jié)省金屬材料和減少機(jī)械加工工序或減輕制品重量，降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率等。但是，塑料存在不耐磨、不導(dǎo)電、不宜焊接和易變形等缺陷，不能滿足某些產(chǎn)品的特殊要求。
因此往往要對(duì)其進(jìn)行某種表面加工處理，未賦予它某種特殊理化性能，對(duì)塑料表面進(jìn)行電鍍，就是最常見(jiàn)的一種表面加工處理方法。塑料制品在進(jìn)行電鍍前應(yīng)進(jìn)行表面處理，其目的是使其表面具有導(dǎo)電性，
以實(shí)現(xiàn)金屬鍍層在制品表面的有效沉淀。其工藝流程大致如下：機(jī)械粗化一化學(xué)除油一化學(xué)粗化一敏
化及活化一還原處理及化學(xué)鍍，然后進(jìn)行常規(guī)電鍍。目前常用的電鍍液是含氰鍍液，它是一種劇毒物質(zhì)，給環(huán)境帶來(lái)很大的污染，因此我們用無(wú)毒的檸蒙酸三鈉代替含氰化合物進(jìn)行塑料電鍍。本文主要研究了溫度對(duì)粗化時(shí)間的影響以及檸檬酸三鈉用量、電鍍液酸度、電流密度對(duì)電鍍鍍層的影響，找到了最佳
工藝條件。
1.儀器和藥品
直流電源：變阻箱;導(dǎo)線;電爐;臺(tái)稱;溫度計(jì)檸檬酸三鈉，K2Cr207，H2S()4，SnCI2·2H20，HC1，
A 03，NH3H20，HCHO，葡萄糖，CuS04，均為分析純器品。
2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程
2.1試劑的制備
粗化液：用150克水溶解30克重鉻酸鉀，然后將830克硫酸緩慢地倒入已溶解的重鉻酸鉀溶液
中，并不斷攪拌。敏化液：將70克氯化亞錫溶于5O毫升鹽酸中，等氯化亞錫全部溶解后在加水稀釋至一升。
活化液：在2—8 L的AgN03溶液中滴加NH3。H，0至開(kāi)始產(chǎn)生沉淀剛剛變?yōu)橥该骷纯伞＜滓海?0克AgNO3和7克NaOH溶解在50mL/L的氨水中。
乙液：3g/L的葡萄糖溶液。
電鍍液：40gCuS04和60g檸檬酸三鈉溶解在500mUL的水中。
2.2實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1粗化
將2.0×5.0(cm2)大小的干凈工件放人粗化液中，在溫度55—70℃ 之問(wèn)，粗化5—30Hlin。其作用
是使工件的表面微觀粗糙，使工件從憎水體變?yōu)橛H水體，從而達(dá)到提高塑料基體與電鍍層結(jié)合力的目的。當(dāng)工件表面形成均勻的白色薄膜，又無(wú)光澤時(shí)，
則表示粗化合格。粗化后應(yīng)充分水洗，吹干或擦干。
2。2.2敏化
將粗化后干燥的工件放人敏化液中，在常溫下浸泡5— 10Inin，要注意多翻動(dòng)工件，以使敏化均勻，敏化后，要將工件洗干凈，清洗水的流速要適宜，以免沖去吸附的錫離子。敏化的作用是使工件表面吸附一層容易氧化的金屬物質(zhì)，以使活化處理時(shí)把催化金屬還原出來(lái)。
2.2.3活化
將敏化后的工件放入活化液中，在15—35℃下，浸泡10_-20Injn，活化之后，塑料表面呈淺褐色，用水充分清洗，放人1：9甲醛水溶液中進(jìn)行還原處理。活化目的是使工件表面生成一層銀金屬膜，以此作為化學(xué)鍍時(shí)氧化還原反應(yīng)的催化劑。反應(yīng)機(jī)理是敏化后的工件表面的二價(jià)錫離子與硝酸銀接觸后，銀離子被二價(jià)錫離子還原成銀，密布在工件的表面上。其反應(yīng)如下：
2Ag+Sn =Sn'+2Ag
銀作為催化活性金屬，在化學(xué)鍍中，銀形成金屬鍍層的結(jié)晶中心。活化好的塑料工件上應(yīng)呈淺棕色均勻表面。活化時(shí)溫度不低于15~C，否則活化效果不好。活化過(guò)程中要多翻動(dòng)工作，活化效果不好時(shí)，可以重復(fù)敏化、活化2～3次。
2.2.4化學(xué)鍍
化學(xué)鍍是用化學(xué)的方法利用合適的還原劑使溶液中的金屬離子被還原出來(lái)，呈金屬狀態(tài)，沉積在塑料表面，形成一層金屬導(dǎo)電薄膜使之成為導(dǎo)電體，以便進(jìn)行常規(guī)電鍍。工件經(jīng)敏化和仔細(xì)清洗后，(如果清洗不足，沉淀出的銀層發(fā)黑發(fā)花)，貯于蒸餾水中。將甲液、乙液混合(混合比為1：1)均勻后，立即把零件放入進(jìn)行沉積，沉積過(guò)程中要不斷攪拌，以使反應(yīng)均勻。沉淀完畢后，要用水沖去表面的沉淀物。
2.2.5電鍍
電鍍是在含有一定的金屬離子的鍍液中，以鍍件為陰極通以直流電，使鍍液中的金屬離子在鍍件表面還原，形成金層鍍層。在500ml燒杯中，盛入電鍍液，以Cu絲為陽(yáng)極，以工件為陰極，打開(kāi)直流電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電流密度，控制電鍍時(shí)間。工件鍍好后，關(guān)掉直流電源開(kāi)關(guān)，取出陰極上的工件。裝置如圖一
3.結(jié)果與討論
3.1.在不同溫度下完成粗化用的時(shí)間如表1
表1不同溫度下完成粗化用的時(shí)間
由表1可知，溫度在55—60℃ 時(shí)粗化時(shí)間為30min，溫度在6o-_165℃時(shí)粗化時(shí)間為10min，溫度在65—7O℃時(shí)粗化時(shí)間為5min，說(shuō)明溫度高粗化時(shí)間短，溫度低粗化時(shí)間長(zhǎng)，這是因?yàn)樯邷囟瓤梢约涌?/p>
反應(yīng)速度，使塑料表面從憎水體很快變成親水體，從而使粗化時(shí)間變短。
3.2.檸檬酸三鈉用量、電鍍液酸度、電流密度對(duì)電鍍鍍層的影響
3.2.1 檸檬酸三鈉用量對(duì)電鍍鍍層的影響如表2
由表2可知，檸檬酸三鈉用量為30克時(shí)鍍層均勻、細(xì)致、有光澤、結(jié)合力強(qiáng)，效果最好。這是因?yàn)闄?/p>
檬酸三鈉適量時(shí)與Cu2 形成的絡(luò)合物濃度一定，從而可以控制Cu2 濃度，使電鍍過(guò)程中反應(yīng)速度均
衡，鍍層的Cu粒子能夠排列整齊、致密，得到良好的鍍層。
3.2.2 電鍍液酸度對(duì)電鍍鍍層的影響如表3
由表3可知，電鍍液酸度在6—7時(shí)電鍍鍍層均勻、細(xì)致、有光澤，結(jié)合力強(qiáng)，效果最好。這是因?yàn)樵诮j(luò)合物溶液不同的酸度形成絡(luò)合物的濃度不同。電鍍液酸度在6_7時(shí)，Cu 濃度控制在一定的范圍內(nèi)，使電鍍過(guò)程中反應(yīng)速度均衡，得到均勻、細(xì)致、有光澤、結(jié)合力強(qiáng)的鍍層。
3.2.3.電流密度對(duì)電鍍鍍層的影響如表4
由表4可知，電流密度為1.10時(shí)鍍層均勻、細(xì)致、有光澤，經(jīng)合力強(qiáng)，效果最佳。這是因?yàn)殡娏髅芏瓤梢钥刂芻u粒子在工作表面單位面積上的析出量。電流密度過(guò)小，使cu粒子在工件表面不能整齊排列，得不到良好的鍍層：電流密度過(guò)小，電鍍時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，鍍層效果也不理想。
綜上所述，粗化溫度越高粗化時(shí)間就越短，粗化溫度越低粗化時(shí)間就越長(zhǎng);檸檬酸三鈉用量為30克，電流密度為1.10A/din2，電鍍液PH為6～7時(shí)，鍍層效果最佳。
參考資料：
[1]曾華梁塑料電鍍1985年8月第一版
[2]嚴(yán)欽元方景禮塑料電鍍 1987
[3]電鍍工工藝學(xué)(中級(jí)本) 科學(xué)普及出版社1987
