ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства и применение металлизированных пластмасс из "Химическая металлизация пластмасс Издание 3" Металлизированные пластмассы — это типичные слоистые композиционные материалы, свойства которых зависят от свойств несущей конструкции (исходной пластмассы), способа и режима ее переработки в изделие, от свойств промежуточного слоя, т. е. подготовки поверхности перед металлизацией и способа металлизации, и от свойств металлического покрытия (его толщины, состава и структуры). [c.7] Для специальных металлических покрытий на пластмассах решающее значение имеют свойства металлического слоя (электрическая проводимость, оптические, магнитные свойства и другие, определяемые природой металла и структурой покрытия) при условии, что прочность сцепления его с пластмассой достаточна. [c.7] При декоративной металлизации важно, чтобы изделие имело хороший товарный вид, было достаточно прочным и долговечным. Качество металлизированных изделий в этом случае определяется всем комплексом свойств пластмассовой основы, которая выполняет функции формообразования и передачи механических усилий промежуточного слоя, ответственного за согласование эксплуатационного поведения различных по своей природе материалов и обеспечение прочной связи металлического покрытия, выполняющего декоративно-отделочные функции и защищающего от разрушительных внешних воздействий. [c.7] В настоящее время из всех металлизируемых пластмасс около 90 % составляют АБС-пластики. Они удобны для переработки, прочны, а пх поверхность легко поддается травлению, что позволяет получать прочное сцепление металлического покрытия с основой. Производят специальные сорта АБС-пластиков, предназначенные для химической металлизации [12, 14, 18]. [c.8] Из других металлизируемых в промышленном масштабе пластмасс следует отметить полипропилен, поликарбонат, полисульфон, полифениленоксид, полиацетали, найлон, ударопрочные полисти-ролы [4]. В ряде лабораторий проводят опыты по металлизации поливинилхлорида, капрона и найлона, полиметилметакрилатов и полиацеталей, эпоксидных смол. Для специальных целей металлизируют и другие виды пластмасс полиэтилен, фенолоформаль-дегидные и эпоксидные стеклопластики, полиэфирные пластики, полиамиды, полиэтилентерефталат, фторопласт, а также углеродные волокна. [c.8] Из производимых в Советском Союзе пластмасс для декоративной металлизации пригодны различные сополимеры стирола и полипропилен. Хорошие результаты получены с пластмассами марок СИП, СНК, СТАН, эплон и пластиком АБС-2020, выпускаемым специально для металлизац и [14, 18]. [c.8] Состав наращиваемых на электропроводный подслой гальванических покрытий мол ет быть разнообразным ([11, 12, 14, 19]5 см. такл е ОСТ 4Г0.054.264). Чаще всего это толстый слой матовой или блестящей меди, матового или полублестящего никеля. При декоративной металлизации такой первый толстый слой служит упрочняющим и демпфирующим элементом для выравнивания напряжений, возникающих при изменениях температуры из-за большого различия в коэффициентах теплового расширения пластмассы и металла. Поэтому он должен обладать высокой пластичностью и обычно составляет 4 общей толщины покрытия. Для улучшения работоспособности металлизированных химико-гальваническим способом пластмасс предложено наносить напряженные никелевые покрытия, которые обжимают пластмассовое изделие. В качестве отделочных покрытий при декоративной металлизации пластмасс наносят блестящие, блестящие велюровые или черные покрытия никеля и хрома, а иногда и тонкие слои золота. Основные типы структур, применяемых для декоративной металлизации покрытий, показаны на рис. 2. [c.9] Адгезия. Наиболее важным показателем, определяющим практическое применение металлизированных пластмасс, является адгезия металлических покрытий к пластмассам. От адгезии зависят и другие свойства металлизированных пластмасс, например теплостойкость, износостойкость. [c.9] Для специальных покрытий требования к адгезии часто значительно ниже, так как они работают в более постоянных и мягких условиях, а иногда их дополнительно покрывают плотно обволакивающими слоями защитного лака. По-видимому, в этом случае адгезия должна быть не ниже 0,3 кН/м или 6 МПа. Для сравнения можно указать, что для фольгированных слоистых пластиков прочность сцепления фольги с диэлектриком составляет 0,6—2,5 кН/м (это соответствует 12—51 МПа). [c.10] Теплостойкость, Устойчивость металлизированных пластмасс к повышенным температурам, как правило, несколько выше по сравнению с неметаллизированными (на 10—15%). Это связано как с увеличением модуля упругости, так и с упрочняющим действием металлического покрытия, что позволяет сохранять форму изделий даже при температурах, превышающих температуру стеклования. Декоративно металлизированные детали из АБС-пла-стика не деформируются примерно до 120 °С, а неметаллизиро-ванные теряют форму уже приблизительно при 75°С. Теплостойкость полисульфона с никелевым покрытием (около 38 мкм) увеличивается от 174 до 184°С, а полипропиленовые детали с таким же покрытием сохраняют форму вплоть до температуры плавления (около 170°С). [c.10] Стойкость металлизированных пластмасс к колебаниям температуры зависит от разности коэффициентов линейного теплового расширения пластмассы и металлического покрытия, от соотношения толщин детали и покрытия, от прочности сцепления и структуры промежуточного слоя, а также от внутренних напряжений в покрытии. Поэтому стараются уменьшить коэффициент теплового расширения пластмасс путем введения минеральных наполнителей или подбирают специальные покрытия. Наиболее удачные решения позволяют получить изделия, которые выдерживают попеременное окунание в горячую и холодную воду несколько сот раз без появления дефектов. [c.10] Механическая прочность. Пластмассовые изделия после металлизации, как правило, становятся более жесткими, и их механическая прочность увеличивается (табл. 1) почти аддитивно прочности наносимых слоев металла. Это особенно характерно при декоративной металлизации никелем и хромом. Вследствие увеличения жесткости пластмассовые изделия становятся хрупкими, и удлинение при разрыве иногда снижается до 80 %, значительно уменьшается ударная вязкость (от 3 до 10 раз) и стойкость к циклическим нагрузкам, а в некоторых случаях и прочность при изгибе. Следует отметить, что при циклических нагрузках уменьшается прочность связи между пластмассой и металлическим покрытием, и тем больше, чем больше амплитуда напряжений. В те.х случаях, когда необходимо получить пластичное изделие, пластмассу покрывают только медью, оловом, цинком или свинцом. [c.11] Прочность при ударных нагрузках удается повысить, увеличивая толщину металлического покрытия. [c.12] При механическом разрушении металлизированные пластмассы ведут себя по-разному в зависимости от адгезии покрытия, его толщины и жесткости. Пластичные покрытия, например медные, могут сильно деформироваться, им присущи только местные разрывы. Жесткие покрытия, особенно при небольшой адгезии, отслаиваются ступенчато, что приводит к ударным нагрузкам, и пластмассовая основа трескается, ломается. При плохой адгезии даже при небольших нагрузках и деформациях слышен хруст отслаивающегося покрытия, после чего появляются вздутия покрытия. [c.12] Металлизированные пластмассы с декоративным покрытием (например, типа П1, рис. 2) обладают хорошей устойчивостью к действию падающего стального шарика — вмятины появляются при большей высоте падения и они менее глубоки, чем на изделиях из легких сплавов с таким же покрытием. [c.12] Поверхностные свойства металлизированных изделий полностью зависят от свойств нанесенного металла. Так, износостойкость металлизированных пластмасс с верхним хромовым покрытием равна износостойкости хромированных металлических изделий. То же самое относится к светоотражательным свойствам, цвету, коэффициенту трения при небольших нагрузках и т. п. [c.12] Ко ррозионная стойкость. Металлизированные пластмассы, как правило, более устойчивы к коррозии, чем металлические детали с таким же покрытием. Объясняется это тем, что пластмасса не участвует в образовании гальванических микропар, а при появлении коррозионного питинга отверстия не углубляются, а только расширяются. При эксплуатации в атмосферных условиях декоративно металлизированные пластмассовые изделия сохраняют внешний вид в течение 2—3,5 лет. [c.12] Обычно металлизированные пластмассы корродируют по механизму, характерному для анодной защиты растворяется подслой меди, и вследствие этого на поверхности появляются зеленые или темно-коричневые пятна продуктов коррозии. При более длительном процессе коррозии подтравливаются химически осажденные слои металла, особенно никеля, уменьшается адгезия и появляются точечные вздутия. На такой вид коррозионного разрушения оказывают влияние природа металлизированной пластмассы (полипропиленовые детали более устойчивы, чем из АБС-пластика) и вид активации поверхности перед химической металлизацией. При еще более продолжительном воздействии коррозионной среды покрытия разрушаются и отслаиваются. [c.12] Для увеличения коррозионной стойкости на пластмассы наносят более толстые слои никеля (25—30 мкм), покрытия дуплекс и триплекс никеля, микропористые и микротрещиноватые хромовые покрытия. [c.12] Применение. В настоящее время на большую часть, еталлизи-руемых пластмасс наносят декоративные покрытия [21]. Промышленное производство изделий из декоративно металлизированных пластмасс началось лишь в 1962—1964 гг., но оно росло очень быстро и теперь на мировом рынке ежегодный оборот декоративно металлизированных пластмасс оценивается десятками миллионов долларов. В мире металлизацией пластмасс занимаются несколько сот фирм. В СССР изделия из металлизированных химикогальваническим способом пластмасс выпускают десятки предприятий. [c.13] Вернуться к основной статье