Introdução: O processo de fabricação de produtos plásticos envolve principalmente quatro processos principais: formação de moldes, tratamento de superfície, impressão e montagem. O tratamento de superfície é uma parte indispensável e os processos de pré-tratamento são essenciais para melhorar a adesão dos revestimentos e fornecer uma boa camada condutora para o revestimento. Este artigo descreve brevemente os processos de pré-tratamento de superfície para produtos plásticos.
O pré-tratamento de superfície de produtos plásticos inclui principalmente tratamentos de revestimento e galvanização. Geralmente, os plásticos apresentam alta cristalinidade, baixa ou nenhuma polaridade e baixa energia superficial, o que afeta a adesão dos revestimentos.
Como os plásticos são isolantes não{0}}condutivos, o revestimento não pode ser aplicado diretamente em suas superfícies usando processos de galvanoplastia padrão. Portanto, os pré-tratamentos necessários devem ser realizados antes do tratamento de superfície para melhorar a adesão do revestimento e fornecer uma camada inferior condutora com boa ligação.
O pré-tratamento inclui o desengorduramento da superfície plástica, ou seja, a limpeza de óleos e agentes desmoldantes, e o tratamento de ativação de superfície, cujo objetivo é melhorar a adesão do revestimento.
01 Desengordurante
Desengorduramento de produtos plásticos. Semelhante ao desengorduramento de produtos metálicos, os produtos plásticos podem ser desengordurados usando solventes orgânicos ou soluções aquosas alcalinas contendo surfactantes. O desengraxante com solvente orgânico é adequado para limpar cera de parafina, cera de abelha, graxa e outras sujeiras orgânicas de superfícies plásticas. O solvente orgânico utilizado não deve dissolver, inchar ou rachar o plástico; deve ter um ponto de ebulição baixo, ser volátil, não-tóxico e não{4}}inflamável.
Soluções aquosas alcalinas são adequadas para desengordurar plásticos-resistentes a álcalis. Esta solução contém soda cáustica, sais alcalinos e vários surfactantes. O surfactante mais utilizado é o da série OP, ou seja, éter alquilfenol polioxietileno, que não forma espuma e não deixa resíduos na superfície plástica.
02 Ativação de Superfície Esta ativação tem como objetivo melhorar as propriedades superficiais dos plásticos, ou seja, gerar grupos polares ou tornar a superfície plástica mais áspera, tornando os revestimentos mais fáceis de molhar e adsorver na superfície da peça. Existem muitos métodos de tratamento de ativação de superfície, como oxidação química, oxidação por chama, gravação com vapor de solvente e oxidação por descarga corona. O método mais utilizado é o tratamento químico de oxidação de cristais, que comumente utiliza solução de ácido crômico. Uma formulação típica é 4,5% de dicromato de potássio, 8,0% de água e 87,5% de ácido sulfúrico concentrado (96% ou superior).
Alguns produtos plásticos, como poliestireno e plásticos ABS, podem ser revestidos diretamente sem tratamento de oxidação química. Para obter revestimentos de alta-qualidade, às vezes é usado tratamento de oxidação química. Por exemplo, após o desengorduramento, o plástico ABS pode ser gravado com uma solução diluída de ácido crômico. Uma formulação típica é ácido crômico 420 g/L e ácido sulfúrico 200 ml/L (gravidade específica 1,83). Um processo de tratamento típico é de 65 a 70 graus por 5 a 10 minutos, seguido de enxágue com água e secagem. A vantagem do ataque com ácido crômico é que ele pode tratar uniformemente produtos plásticos de vários formatos. Suas desvantagens são que a operação é perigosa e há problemas de poluição.
O objetivo do pré-tratamento antes do revestimento é melhorar a adesão entre o revestimento e a superfície plástica e formar uma camada inferior metálica condutora na superfície plástica. O processo de pré-tratamento inclui principalmente: rugosidade mecânica, desengorduramento químico, rugosidade química, tratamento de sensibilização, tratamento de ativação, tratamento de redução e galvanização sem eletrólito. Os três primeiros passos destinam-se a melhorar a adesão do revestimento, enquanto os quatro últimos destinam-se a formar uma camada inferior metálica condutora.
01 Rugosidade Mecânica e Química
Os tratamentos de rugosidade mecânica e química utilizam métodos mecânicos e químicos, respectivamente, para tornar a superfície plástica áspera, aumentando assim a área de contato entre o revestimento e o substrato. Acredita-se geralmente que a resistência de ligação alcançada pela rugosidade mecânica é apenas cerca de 10% daquela alcançada pela rugosidade química.
02 Desengraxante Químico
O método de desengorduramento de superfícies plásticas antes do revestimento é o mesmo do pré-tratamento antes do revestimento.
03 Sensibilização
A sensibilização envolve a adsorção de substâncias facilmente oxidáveis, como dicloreto de estanho e tricloreto de titânio, na superfície plástica, que possui certa capacidade de adsorção. Estas substâncias adsorvidas e facilmente oxidáveis são oxidadas durante a ativação, enquanto o ativador é reduzido a núcleos catalíticos, permanecendo na superfície do produto. A sensibilização estabelece a base para o subsequente revestimento metálico sem eletrólito.
04 Ativação
A ativação envolve o tratamento da superfície sensibilizada com uma solução de compostos metálicos cataliticamente ativos. Essencialmente, o produto contendo o agente redutor adsorvido é imerso numa solução aquosa de um oxidante contendo um sal de metal nobre. Os íons de metais nobres, atuando como oxidantes, são reduzidos por S²⁺n, e as partículas de metais nobres reduzidas depositam-se na superfície do produto como partículas coloidais com forte atividade catalítica. Quando esta superfície é imersa na solução de galvanização sem eletrólito, essas partículas se tornam centros catalíticos, acelerando a reação de galvanização sem eletrólito.
05 Tratamento de Redução
Antes do revestimento eletrolítico, os produtos ativados e enxaguados são imersos em uma solução de agente redutor de certa concentração usada no revestimento eletrolítico para remover qualquer ativador restante. Isso é chamado de tratamento de redução. Para revestimento eletrolítico de cobre, a solução de formaldeído é usada para tratamento de redução; para o revestimento eletrolítico de níquel, é usada uma solução de hipofosfito de sódio. 06 Revestimento químico O objetivo do revestimento químico é gerar um filme metálico condutor na superfície dos produtos plásticos, criando condições para galvanizar camadas metálicas nos produtos plásticos. Portanto, o revestimento químico é uma etapa fundamental na galvanoplastia de plástico.
