ABS表面金属化及镀层钝化的耐腐蚀性能研究

发布时间：2020-08-28 04:29

【摘要】：ABS塑料表面金属化后既具有ABS塑料的特有性能,如热稳定性、优良的力学性能、化学试剂耐受性,也具备了一些金属的特性,如导电性、电磁屏蔽性、耐磨性等。塑料金属化已广泛应用于电子电气、汽车、电脑车身部件、办公设备、机械等行业。ABS的传统表面金属化工艺中采用铬酸刻蚀、敏化—活化处理,镀层与基体之间的结合力不高,并且往往采用六价铬钝化,具有一定危害性。因此,开发新型的无钯环保前处理及无铬钝化工艺具有重要意义和应用前景。本文利用分子接枝及化学喷镀工艺进行塑料表面金属化前处理,在ABS表面快速制备结合力优异的镀银层,并在此基础上进行电沉积铜/镍镀层的工艺研究。最后,通过对镀层进行镍封—无铬钝化处理,得到了耐腐蚀性能优异的复合镀层,研究了无铬钝化的成膜及镍封—无铬钝化镀层的腐蚀机理,主要结论如下:(1)对ABS塑料进行P-TES和N-TES分子前处理,P-TES在紫外光的照射条件下,其中含氮基团与塑料基体中的碳氢键发生化合反应,实现塑料基体与P-TES分子的化学键合。N-TES通过缩聚作用与P-TES键合,N-TES可以不断发生自组装反应,在ABS基体上接枝长链分子。采用化学喷镀工艺制备了均匀致密的镀银层,其与基体的结合力良好,平均剥离强度达到了8 N/cm。(2)对ABS镀银后焦磷酸盐镀铜和硫酸盐镀铜工艺进行对比研究,利用正交试验得到了两种最佳工艺条件。硫酸盐镀铜在各个工艺条件下制备的镀铜层致密,结合力保持在较高的水平,而焦磷酸盐镀铜层的延展性要低于硫酸盐镀铜层。对镀铜样品进行镀镍工艺研究,半光亮镀镍层与光亮镀镍层的腐蚀电位分别为-0.240 V、-0.352 V,双层镍之间由于电位差的存在,双层结构之间形成了原电池。(3)在双层镀镍层上进行复合电沉积工艺,4 g/L的Ni-SiC复合镀层腐蚀电流密度最小仅为0.860μA/cm~2。在4 g/L Ni-SiC复合镀层上制备无铬钝化膜层,腐蚀电位更正的无铬钝化膜层的腐蚀电流密度为0.354μA/cm~2。中性盐雾试验表明经过无铬钝化后的膜层没有出现明显的锈点,镍封—微孔无铬钝化工艺制备的镀层具有优异的耐腐蚀性能、抗氧化及防变色能力。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG174.4
【图文】：

太阳能电池,分子自组装膜,富勒烯,钙钛矿

自发形成具有某种结构和功能的分子聚集体的过程[22-26]。基团与基团之主要依靠两种作用力，分别是强作用力和弱作用力。化学键就属于强作用力，而位键等属于弱作用力。通过分子自组装技术，可以在基体上得到性能稳定、具构的分子聚集膜层[27]。2.2 分子自组装的特点及应用利用分子自组装膜层可以对基材进行表面改性[28]，自组装技术制备的纳米尺料被广泛地应用于装饰膜层、太阳能电池、半导体元器件等。Saito 等[29]利用技术在一种硅烷的单分子层上制备了功能纳米晶态薄膜。Pelarda-Valles 等[30]研料的自组装方法，在富勒烯的衍生物上进行表面改性，改善了钙钛矿的太阳能后效应。他们利用三种不同的自组装技术分别对富勒烯进行功能化研究，通过团与二氧化钛发生结合，最终制备了钙钛矿的太阳能电池。

示意图,喷镀,分子,示意图

刚性电路板技术的电子产品相比, 柔性电子器件能够直接应境，受到学术界与工业界的广泛关注[36-43]，采用分子接枝制前景。自组装前沿技术组装技术研究，较多的集中在如何将传统硅材料为基底的无柔性可延展无机电子技术[44-46]。有些聚合物材料由于其柔性透点，在柔性电路板的应用研究越来越受到重视。Vaseem[47]对。本课题组[48]利用分子自组装技术，在 PET 基底上进行金力的银镀层，同时与打印技术结合进行图案金属化，最终制接着及喷镀流程如图 2 所示[50]。这种简单方便的分子自组装表金属化的应用必然是重要的推动，相信未来也会在各行各业

分子结构图,分子结构

第三章 ABS 表面前处理及金属化工艺研究备过程BS 塑料表面 P-TES 分子接枝处理条件下，将 ABS 塑料用去离子水充分冲洗，然后将试样放置于无声波清洗机中清洗 3 min，取出，吹干待用。P-TES 分子式如图 3-1a 所水乙醇中，采用无水乙醇溶液作为溶剂，配制 0.8 g/L 的 P-TES 溶S 试样完全浸没在 P-TES 溶液中，静置 10 s，取出吹干，将试样置。在紫外灯照射条件下，P-TES 的含氮基团与 ABS 塑料中碳氢键反塑料表面分子接枝的目的。经过接枝处理的试样需要在含无水乙醇 1 min，取出吹干，目的是除去 ABS 表面残留未反应的 P-TES 分子

【参考文献】