聚丙烯塑料直接用于电镀虽有报道[1],但由于其结晶度较高,所以表面粗化比较困难。本文采用无机填料与聚丙烯塑料共混改性,使聚丙烯塑料内混入无机粉末,在酸的作用下发生溶解使塑料表面产生微小的孔穴,从而使其比表面积大大增加,并使Ｃ Ｃ键氧化断裂而形成亲水性的羟基和羧基,从而达到塑料表面亲水的目的。随着纳米材料的发展,经试验发现采用超细ＣａＣＯ3粉与聚丙烯塑料共混所得的改性聚丙烯经超声波酸性液粗化,采用与ＡＢＳ塑料相同的敏、活化后,化学镀铜使其表面金属化,经电镀可以获得结合力良好的镀层。因此经超细ＣａＣＯ3粉共混改性的聚丙烯塑料可以作为电镀级聚丙烯塑料的原料。
1 试 验
试验仪器有:ＣＭＴ万能试验机,ＸＪＪ冲击机,ＸＮＲ熔体流动速率测定仪,ＳＨＲ 10Ａ高速混合机,ＳＹＭ 800注塑机,ＴＥ 35挤出机。将无机填料与聚丙烯及适量助剂在高速混合机中搅拌均匀,再经挤出机造粒,然后由注塑机制成标准试片进行各项性能测试及电镀试验,电镀产品以弯曲法测其镀层结合力。
2 结果与讨论
2.1 无机填料改性聚丙烯的性能测试将标准试片在万能试验机和冲击机上测试其物理性能,每种试样测试8片取平均值。测试数据见表1。
从测试结果看,填料的加入,拉伸强度略有降低,但没有太大的差别,而缺口冲击强度随填料的加入却有所提高,可见在聚丙烯内加入15%的无机填料对聚丙烯的物理性能影响不大,但从注塑时工件的收缩率来看有明显改善。
2.2 填料改性聚丙烯的粗化试验粗化液组成及工艺条件:Ｈ2ＳＯ4400ｇ/Ｌ,ＣｒＯ3350ｇ/Ｌ,温度>75℃,超声波300Ｗ、30ｋＨｚ。以表面是否有均匀的水膜来表示其亲水性,粗化结果见表2。 试验结果表明,以超细ＣａＣＯ3粉改性聚丙烯粗化效果较好,可以用超细ＣａＣＯ3粉与聚丙烯共混作为电镀级聚丙烯的原料。
2.3 超细ＣａＣＯ3粉改性聚丙烯性能测试测试数据见表3。试验结果表明,随ＣａＣＯ3粉含量的增加,拉伸强度有明显降低趋势,比较各项物理机械性能,以超细ＣａＣＯ3粉含量在15%～25%为宜。
2.4 超细ＣａＣＯ3粉改性聚丙烯粗化粗化液组成和工艺条件见2.2节。测试数据见表4。试验结果表明,改性聚丙烯随超细ＣａＣＯ3粉含量的增加,粗化时间缩短。
2.5 多元共混针对不同材料的不同性能,以加入高分子增强剂来提高改性聚丙烯的拉伸强度和冲击强度。试验以25%超细ＣａＣＯ3粉与自制增强剂Ａ及进口增强剂Ｂ与聚丙烯共混改性,测试其物理机械性能,测试数据见表5,再对其进行粗化试验,粗化液组成及工艺条件见2.2节,试验结果见表6。
试验结果表明,当增强剂Ａ参于共混时,其刚性和韧性均比以超细ＣａＣＯ3粉单独共混要好。高分子增强剂的加入对粗化无影响。
2.6 电镀试验通过以上试验,以25%超细ＣａＣＯ3粉与聚丙烯共混所得产物制备电镀级聚丙烯塑料,以5%增强剂Ａ和25%超细ＣａＣＯ3粉与聚丙烯共混所得产物制备增强电镀级聚丙烯塑料,用以上两种塑料制成试样进行电镀试验。电镀工艺[2]:去油→中和→水洗→超声波酸性液粗化→敏化→活化→化学镀铜→镀铜→光亮镀镍→镀铬。用弯曲法使产品镀层完全断裂测试其镀层是否剥落,经试验发现镀层结合力良好,退除镀层后再粗化电镀,其结合力依然良好。
2.7 结果分析超细ＣａＣＯ3粉均匀地分布在聚丙烯塑料内,在酸性介质中,塑料表面的ＣａＣＯ3发生溶解使表面产生较多的孔穴,从而使塑料表面的比表面积大大增加,改变了表面的结晶性,在氧化剂作用下使聚丙烯表面的Ｃ Ｃ键断裂并氧化成羟基及羧基,从而达到亲水的目的,在超声波作用下可以加快粗化速度,并获得光洁表面,从而提高镀层与基体的结合力。
3 结 论
以超细ＣａＣＯ3粉共混改性聚丙烯制备电镀级聚丙烯塑料,以增强剂Ａ参与共混来提高塑料的刚性和韧性,电镀级聚丙烯经粗化、敏化、活化及镀铜后,可以获得结合力良好的铜、镍、铬镀层。
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