آبکاری قطعات پلاستيكي 4
-2- فعال سازي (كاتاليز نمودن سطح)
مرحله فعالسازي در حقيقت پس از زبرسازي مهمترين مرحله آبكاري پلاستيك ها مي باشد براي شروع آبكاري روي پلاستيك نخست بايد سطح آنرا فعال ساخت ا ين كار معمولاً با نشاندن ذره هاي فلز پالاديم در حفره هايي كه در سطح پلاستيك توسط مرحلة زبرسازي به وجود آمده انجام مي شود به اين صورت كه ذرات پالاديم وارد اين حفره ها شده و محلي مي شود براي جذب پوشش الكترولس و انجام ا ين فرايند بر حسب دو روش دو مرحله و تك مرحله مي باشد.
روش قديمي كاتاليز نمودن سطح براي پوشش الكترولس از دو مرحله تشكيل مي شود در مرحله اول، كلرايد قلع از طريق محلول اسيدي كلرايد قلع جذب سطح مي گردد پس از اين مرحله قطعه شستشو داده مي شود تا اسيد كلريدريك اضافي روي آن كاملاً از بين برود.
در مرحله دوم، كمپلكس كلرايد پالاديم از راه محلول اسيدي كلرايد پالاديم جذب سطح مي شود در اين مرحله، پالاديم به وسيله يون قلع موجود در سطح احيا مي گردد (به ظرفيت صفر)و سطحي ايجاد مي شود كه آماده جذب پوشش الكترولس مي باشد در سالهاي اخير سيستمهاي كاتاليزوري كاملتري به وجود آمده است در اين سيستمها كلرايد قلع و كلرايد پالاديم در ماده واسط اسيد كلريدريك حل شده اند.
اين نوع كاتاليزورها كه به رنگ قهوه اي تيره تا سياه هستند در واقع تركيبات پيچيده و نسبتاً ناشناخته اي از يونهاي كمپلكس و كلوئيدها مي باشند كه به وسيله كلرايد قلع اضافي تثبيت شده اند اين تركيبات روي سطح فعال «اچ» شده جذب مي شوند شستشو با آب بعد از اين مرحله موجب ايجاد يك لايه ضخيم از هيدروكسيد قلع روي سطح پلاستيك مي شود كنترل غلظت كلرايد در اين محلول سطح پلاستيك سبب ميشود كه رنگ پلاستيك اندكي تيره شود.زمان غوطه وري در اين مرحله 2 تا 4 دقيقه و درجه حرارت بين 27 تا 84 درجه سانتيگراد مي باشد.
در صورتي كه سطح پلاستيك تغيير رنگ ندهد فرايند به درستي انجام گرفته است نتيجه اين حالت، چسبندگي ضعيف پوشش يا ايجاد نقاط فاقد پوشش در سطح پلاستيك است.
بعد از شستشو به دنبال اين مرحله، جوانه هاي فلزي پالاديم كه به وسيله هيدروكسيد قلع هيدروليز شده احاطه شده اند روي سطح پلاستيك نمايان خواهند شد هيدروكسيد قلع اضافي بايد از روي سطح پاك شود معمولاً اين عمل با فرو بردن قطعه در يك اسيد( كه به شتاب دهنده معروف است) انجام مي شود محلولهاي قوي قليايي نيز به عنوان شتاب دهنده عمل مي كنند شکل شماره (7) نشان دهنده یک نمونه فعال شده می باشد.[6]
مقایسه نمونه فعال شده و اچ شده
شکل (7)
6-2-1- تركيب محلول فعالسازي در روش دو مرحله:
ابتدا قطعه در محلول زير غوطه ور مي گردد
كلرايد قلع دوظرفيتي | gr/l 10-6 |
PH (با اسيد كلريدريك تنظيم مي شود) | 4/2- 8/1 |
دما | C °25-20 |
زمان | 3-1 دقيقه |
سپس قطعات كاملاً شستشو داده مي شوند تا اسيد كلريدريك اضافي از روي سطح پاك مي شود سپس به محلول زير منتقل مي گردند.
پالاديم كلرايد | gr/l 1-1/0 |
PH (با اسيد كلريدريك تنظيم مي شود) | 2- 6/1 |
بعد از اين مرحله قطعات كاملاً شستشو داده مي شوند در اين حالت قطعات آماده جذب پوشش نيكل يا مس الكترولس هستند.
6-2-2- تركيب محلول فعالسازي در روش تك مرحله اي
كلرايد قلع دوظرفيتي | gr/l 140-120 |
غلظت فلز پالاديم(به صورت كلرايد پالاديم) | gr/l 15/0-05/0 |
اسيد كلريدريك | تقريباً 3 نرمال |
درجه حرارت | C °30-20 |
زمان غوطه وري | 3-1 دقيقه |
شستشو در آب بعد از اين مرحله منجر به تشكيل جوانه هاي فلزي پالاديم در سطح قطعه كه توسط هيدروكسيد قلع احاطه شده اند مي شود هيدروكسيد قلع در مرحلة شتاب دهي، از سطح قطعه پاك مي شود.
توجه: محلولهاي بالا معمولاً به صورت تجارتي در بازار موجود بوده و آماده كردن آنها بسيار مشكل است.
توجه: قابل ذكر است كه استفاده از روش تك مرحله اي در عمل بهتر از روش دو مرحله اي مي باشد ضمناً هزينه تهيه اين محلول بسيار كمتر از روش تك مرحله اي مي باشد.[6]
6-3- محلولهاي فعالسازي طلا و نقره
هر جا كه به صورت شيميايي از روكش هاي مسي استفاده شود تا پلاستيك هدايتگر شود قبل از مرحله ورقه سازي (انتقال دهندگان الكترون) محلول پالاديم مي تواند جايگزين محلولهاي طلا و نقره شود كه ارزانتر هستند بخصوص محلول نقره كه مزيت آن استفاده راحتتر آن نسبت به بقيه محلولهاست روكش نقره به دست آمده ضخيم تر از پالاديم يا نوار طلا مي باشد و براي كنترل كردن آن دقت زيادي لازم نمي باشد معني اش اين است كه ارتبااطت و تماسهاي مكانيكي نبايد بلافاصله در شوند.
بخصوص در فرايند شبكه اي مهم است كه هر جا نشان داده شد كه رسوبات نقره و روكش نقره ميتواند مورد استفاده قرار بگيرد بخاطر اينكه قابل اعتمادتر باشد خوردگي (فرسايش) در شبكه اتفاق مي افتد هيدروكلريد طلا 0/1-5/0 اسيد هيدروكلريدريك ml10- Ph 4-1 محلول طلا به همين روش محلول كلريد پالاديم بكار گرفته مي شود.
فعال كننده حمام هاي شيميايي كه پايه نقره دارند نوعي:
نيترات نقره g/l 10-5/2 – آمونياك ml 20-10- pH 13-4
دامنه وسيع تر اين فرمول تركيبي نشان مي دهد كه محلول حساسيت كمتري نسبت به 2 مورد ديگر دارد ضربه وارد كردن به ورقها ( تورق سازي) در محلولهايي كه شامل g/l 5-5/2 نيترات نفره هستند و در شبكه هستند اجرا مي شود در صنعت جواهرسازي تمركز نيترات نقره به g/l 20 افزايش پيدا مي كند هر يك روش و فرايند ارجحيت داده شده توصيه شده كه فقط g/l 10-5/0 باشد .
در فراهم سازي محلول دقت خاص لازم است چرا كه كارايي آن را تحت تاثير قرار خواهد داد با اضافه كردن آمونياكي كه كاملاً و با دقت كنترل شده باشد مورد استفاده است.
محلول نيترات نقره با اضافه كردن به ترتيب مقدار محاسبه شده اي از نيترات نقره حل شده و سپس به هم زدن آن در حجم كوچكي (تقريباًliter 5/1-1 در هر gr 100) از آب است كه به دست مي آيد تقطير آب ترجيح داده مي شود اگر محلول ابري (بخاري) يعني آب حاوي كلرايد بيش از حد بوده و براي تهيه اين محلول مناسب نخواهد بود.
وقتي كه تمام نيترات نقره حل شده هيدروكسيد آمونيوم آبكي غليظ اضافه مي شود البته به آرامي و با دقت.
محلول بايد به طورمداوم در طول عمليات هم زده مي شود وقتي كه اولين قطرات كم آمونياك اضافه شد محلول به رنگ و شلك شكلات قهوه اي در مي آيد و هر چه آمونياك بيشتر اضافه شود تيره تر خواهد شد با اضافه كردن بيشتر آمونياك در حالي كه محلول در حال مخلوط شدن است اجرا مي شود تا محلول دوباره روشن شود محلول غليظ سپس به تانك فرستاده مي شود كه البته قبلاً با حجم درستي از آب پر شده باشد بعد از خوب مخلوط شدن حمام شيميايي براي استفاده آماده مي باشد.
ارجاع هايي كه در ادبيات به فرايند آينه نقره اي مربوط است بيان كرده است كه نيترات نقره بيشتري بايد اضافه شود تا محلول روشن شود اين براي مورد حاضر كاربردي ندارد با اين وجود هر جا از محلول استفاده شود فقط براي فعال كردن سطح است تا براي روكش دادن آينه نقره اي با رسوبات.
محلول نيترات نقره مي تواند دوباره توليد شود در هر زماني كه همان مراحل تهيه محلول جديد را طي خواهد كرد در اين مورد تجمع و تمركز (غلظت) هم براي حمام شيميايي مورد استفاده قرار مي گيرد قبل از آن كه براي توليد دوباره تصميم گرفته شود بايد اطمينان حاصل كنيم كه ايا با اضافه كردن ساده آمونياك مي توان اجرا و كارايي محلول مصرف شده را بهبود بخشيد.
حمام فعال شده نيترات نقره به تدريج رو به تخريب مي رود با تاثير نور و از آنجايي كه بخشي از اين محصولات تخريبي در آمونياك اضافي قابل حل هستند محلول بايد دوباره به همين روش توليد شود.
كارايي اين محلول مي توانند در مشتقات پلاستيكهاي با رنگ روشن مورد آزمايش قرار بگيرد بلافاصله بعد از اين كه بخشي از آن درمحلول فرو برده مي شود رنگ قهوه اي بايد نمودار شود شدت رنگ بستگي به درجه اي كه در آن سطح نقش اندازي شده است خواهد داشت عواملي مانند دما و ساختار حمام حساس كننده بنابراين بعضي تجربيات و آزمايش ها براي ارزيابي حمام فعال كننده لازم مي باشد هر گاه كوچكترين شكي وجود داشته باشد آزمايش ها بايد روي قطعات كوچكتر و مختلف محصول به عنوان نمونه اي از محلول تكرار شود و اين بايد قبل از زماني باشد كه احتياج داريم حمام شيميايي دوباره توليد شود و يا كنار گذاشته شود.
در مورد تانك هاي پلاستيك براي حمام شيميايي فعال كننده، توصيه شده است كه از بكارگيري مواد ديگر هم استفاده شود و البته اين مواد بايد به نسبت به محلول مقاوم باشند وقتي كه از تانك استفاده نمي شود بايد آن را با پوششي محافظت كنند تا تحت تاثير نور قرار نگيرد.
همان طور كه از عمر محلول مي گذرد شكل سطح هم سخت تر مي شود و البته اين بعد از مدتي است كه شناوري در آن به درازا بيانجامد اين باعث مي شود كه شكل آن در ساختار شبيه مو باشد جلوگيري از اين مسائل با تصفيه كردن (فيلتر گذاري) و با استفاده از زمان كوتاهتر شناور بودن در آب ميسر خواهد شد.
به هم خوردگي و از بين رفتگي نيترات نقره و سخت شدن آن بر روي سطح، به وسيله كاتاليزور كردن كلرايد نقره است كه جلوي آن را مي تواند بگيرد و اين كار با وارد كردن محلول آمونياك به سبك تعيين شده مي باشد البته قبل از اين كه كل اثر را در آب فرو ببريم.
