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從成型工藝的角度解密如何提高ABS的鍍層結合力

作者:admin    添加時間:2016-12-18 8:53:57    瀏覽量:5021

從成型工藝的角度解密如何提高ABS的鍍層結合力

眾所周知,塑料電鍍不僅可以實現金屬質感,而且能減輕制品重量,在對輕量化要求越來越高的汽車行業越來越受歡迎。塑料電鍍件致力于追求金屬鍍層和塑料基材之間良好的粘接強度(或電鍍結合力):結合力差,很容易導致電鍍件在熱存放試驗、高低溫循環等試驗中出現鍍層開裂、鼓泡、脫落等問題。ABS塑料仍然是目前最受歡迎也是最有可能獲得高電鍍結合力的塑料。

那么,究竟如何才能獲得高結合力的ABS電鍍件呢?僅僅與ABS塑料的材料設計有關系嗎?其實早在1966年日本學者就報道了金屬鍍層與ABS塑料制品之間的粘接不僅僅與ABS樹脂有關,同樣與成型工藝密切相關.

 

 
 
 
 

作者采用注射成型法和壓縮成型法制備了長ⅹ寬ⅹ厚分別為120mmⅹ80mmⅹ3mm的平板,然后采用同樣的工藝進行電鍍,測得壓縮成型制品的剝離強度是注射成型制品的4~5倍!

 

究竟是什么原因呢?觀察圖1和圖2給出的注射成型和壓縮成型ABS制品的表面形貌,發現:注塑成型制品表面的橡膠在流動方向發生了一定程度的拉伸變形。當受到鉻酸-硫酸粗化液刻蝕之后,變形的橡膠顆粒脫落,形成大而淺的空穴;而壓縮成型制品表面的橡膠幾乎全部保持圓形,經過刻蝕,橡膠脫落,形

 
 

成小而深的空穴!相應地,后續沉積在注塑件表面的金屬層厚度較薄,局限于制品表層;而沉積在壓縮件表面的金屬層厚度較厚,可以穿過表層進入次表層。

 
 

很顯然,金屬層與塑料的鉚合深度越深,鍍層與基材的粘接強度越高!

 

 

 
 

為什么不同的成型方法會誘導成型制品產生不同的微觀結構?注射成型的特點就是具有復雜的應力場和溫度場!如圖所示,注塑的充模過程是典型的噴泉流動模式,聚合物熔體接觸到低溫模壁后會立即凝固形成表層,(次)表層的剪切應力最大,作為分散相的橡膠粒子在(次)表層將沿流動方向被拉長,取向程度高;而在較熱的芯層,熔體冷卻慢,橡膠粒子由于有足夠的松弛時間,變形程度小。比較而言,壓縮成型則是近乎零剪切的成型方法,橡膠幾乎不發生變形。很顯然,制品表面受到酸液粗化之后,拉伸變形嚴重的橡膠粒子被刻蝕的深度就會淺,相應的鉚合力就會低;而圓形的橡膠粒子被刻蝕的深度就會深,鉚合力就會高!用下面的示意圖可以簡單而形象地解釋成型方法對橡膠形態和鍍層結合力的影響。

 

 

 
 

那我們有沒有辦法減少制品表面的橡膠變形呢?兩個方面:一是通過控制成型工藝來減少注塑過程皮芯結構的出現,如何控制?請持續關注我們的后續報道;二是通過對成型制品進行柔和的溶劑處理(比如丙酮)或者熱處理(退火)也可以使變形的橡膠粒子回復到一定程度的圓形狀態。

 

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