-العمليات النهائية للمعالجة السطحية للمنتجات البلاستيكية
مقدمة: تتضمن عملية تصنيع المنتجات البلاستيكية في المقام الأول أربع مراحل رئيسية: تشكيل القالب، ومعالجة السطح، والطباعة، والتجميع. المعالجة السطحية جزء لا غنى عنه في العملية. لتعزيز التصاق الطلاءات وتوفير طبقة أساسية موصلة للطلاء، تعد عمليات المعالجة المسبقة- ضرورية.
المعالجة المسبقة السطحية-للمنتجات البلاستيكية
يشمل بشكل أساسي معالجة الطلاء ومعالجة الطلاء. بشكل عام، تتمتع المواد البلاستيكية ببلورة عالية، وقطبية منخفضة أو معدومة، وطاقة سطحية منخفضة، مما قد يؤثر على التصاق الطلاء. نظرًا لأن المواد البلاستيكية عبارة عن-عوازل غير موصلة للكهرباء، فلا يمكن تطبيق عمليات الطلاء الكهربائي القياسية مباشرة على أسطحها. ولذلك، يلزم إجراء معالجة مسبقة-ضرورية قبل معالجة السطح لتحسين التصاق الطلاءات وتوفير طبقة أساسية موصلة بقوة ربط جيدة للطلاء.
المعالجة الأولية-للطلاء
تشتمل المعالجة المسبقة- على إزالة الشحوم من السطح البلاستيكي لإزالة بقع الزيت وعوامل الإطلاق، بالإضافة إلى تنشيط السطح البلاستيكي لتحسين التصاق الطلاء.
إزالة الشحوم
إزالة الشحوم من المنتجات البلاستيكية تشبه المنتجات المعدنية. يمكن إجراؤه باستخدام المذيبات العضوية أو المحاليل المائية القلوية التي تحتوي على مواد خافضة للتوتر السطحي. تعتبر إزالة الشحوم بالمذيبات العضوية مناسبة لإزالة الشمع والدهون والملوثات العضوية الأخرى من الأسطح البلاستيكية. يجب ألا تؤدي المذيبات المستخدمة إلى إذابة البلاستيك أو انتفاخه أو تشققه، كما يجب ألا تكون نقاط غليانها منخفضة، وأن تكون متطايرة وغير -سامة وغير- قابلة للاشتعال.
تعتبر المحاليل المائية القلوية مناسبة لإزالة الشحوم من المواد البلاستيكية المقاومة للقلويات. تحتوي هذه المحاليل على الصودا الكاوية والأملاح القلوية والمواد الخافضة للتوتر السطحي المختلفة. المواد الخافضة للتوتر السطحي الأكثر استخدامًا هي سلسلة OP، مثل إيثوكسيلات ألكيلفينول، والتي لا تشكل رغوة أو تترك بقايا على السطح البلاستيكي.
تفعيل السطح
يهدف التنشيط إلى تعزيز الخصائص السطحية للمواد البلاستيكية عن طريق توليد مجموعات قطبية أو خشونة السطح لتحسين ترطيب وامتصاص الطلاءات. تتضمن طرق التنشيط السطحي الأكسدة الكيميائية، وأكسدة اللهب، وحفر بخار المذيبات، وأكسدة تفريغ الإكليل. ومن بين هذه، الأكسدة الكيميائية هي الأكثر استخدامًا. الصيغة النموذجية لمعالجة حمض الكروميك هي ثنائي كرومات البوتاسيوم 4.5%، الماء 8.0%، وحمض الكبريتيك المركز (فوق 96%) 87.5%.
يمكن طلاء بعض المنتجات البلاستيكية، مثل البوليسترين وبلاستيك ABS، مباشرة دون معالجة الأكسدة الكيميائية. ومع ذلك، بالنسبة للطبقات-الأعلى جودة، فقد يستمر تطبيق الأكسدة الكيميائية. على سبيل المثال، بعد إزالة الشحوم، يمكن حفر بلاستيك ABS بمحلول حمض الكروميك المخفف. الصيغة النموذجية هي حمض الكروميك 420 جم / لتر وحمض الكبريتيك (الثقل النوعي 1.83) 200 مل / لتر. تتضمن العملية النموذجية الغمر في درجة حرارة 65-70 درجة لمدة 5-10 دقائق، يليها الشطف والتجفيف. تتمثل ميزة المعالجة بحمض الكروميك في تغطيتها الموحدة، حتى في المنتجات ذات الأشكال المعقدة. تشمل العيوب المخاطر التشغيلية ومخاوف التلوث البيئي.
المعالجة المسبقة-للطلاء
إن الغرض من المعالجة المسبقة للطلاء- هو تحسين التصاق طبقة الطلاء بالسطح البلاستيكي وتكوين طبقة أساسية معدنية موصلة. تتضمن عملية المعالجة المسبقة- بشكل أساسي التخشين الميكانيكي، وإزالة الشحوم الكيميائية، والتخشين الكيميائي، والتحسس، والتنشيط، والتخفيض، والطلاء بدون كهرباء. تهدف الخطوات الثلاث الأولى إلى تعزيز التصاق الطلاء، بينما تهدف الخطوات الأربع الأخيرة إلى تشكيل طبقة أساسية معدنية موصلة.
التخشين الميكانيكي والتخشين الكيميائي
التخشين الميكانيكي والتخشين الكيميائي هما طريقتان لتخشين السطح البلاستيكي ميكانيكيًا أو كيميائيًا، مما يزيد من مساحة التلامس بين طبقة الطلاء والركيزة. بشكل عام، قوة الترابط التي يتم تحقيقها عن طريق التخشين الميكانيكي تبلغ حوالي 10% فقط من تلك التي يتم تحقيقها عن طريق التخشين الكيميائي.
إزالة الشحوم الكيميائية
إن طرق إزالة الشحوم للأسطح البلاستيكية قبل الطلاء هي نفس طرق المعالجة المسبقة للطلاء.
التحسس
تتضمن عملية التحسس امتصاص المواد القابلة للأكسدة بسهولة، مثل كلوريد القصدير أو ثلاثي كلوريد التيتانيوم، على السطح البلاستيكي، الذي يتمتع بقدرة امتصاص معينة. أثناء التنشيط، تتأكسد هذه المواد الممتزة، بينما يتم تقليل المنشط لتكوين نوى محفزة على السطح. يضع التحسس الأساس للطلاء اللاكهربي اللاحق للطبقة المعدنية.
التنشيط
يتضمن التنشيط معالجة السطح الحساس بمحلول يحتوي على مركبات معدنية نشطة تحفيزيًا. بشكل أساسي، يتم غمر المنتج الممتز بعامل اختزال في محلول مائي يحتوي على أملاح معدنية نبيلة كمؤكسدات. يتم اختزال أيونات المعادن النبيلة بواسطة Sn²⁺، ويتم تقليل رواسب المعادن النبيلة كجزيئات غروانية على السطح، مما يُظهر نشاطًا حفازًا قويًا. عندما يتم غمر مثل هذا السطح في محلول طلاء غير كهربائي، تعمل هذه الجسيمات كمراكز تحفيزية، مما يؤدي إلى تسريع تفاعل الطلاء غير الكهربائي.
علاج التخفيض
بعد التنشيط والشطف الشامل بالماء، يتم غمر المنتج في محلول من عامل الاختزال المستخدم في الطلاء اللاكهربائي لإزالة أي منشط متبقي. وتسمى هذه الخطوة علاج التخفيض. لطلاء النحاس اللاكهربائي، يتم استخدام محلول الفورمالديهايد، بينما لطلاء النيكل اللاكهربائي، يتم استخدام محلول هيبوفوسفيت الصوديوم.
الطلاء بالكهرباء
الغرض من الطلاء غير الكهربائي هو تشكيل طبقة معدنية موصلة على السطح البلاستيكي، مما يخلق الظروف الملائمة لطلاء الطبقات المعدنية بالكهرباء. ولذلك، يعد الطلاء بالكهرباء خطوة حاسمة في طلاء المنتجات البلاستيكية.