Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1 Đặc điểm bề mặt nhựa.

1 Đặc điểm bề mặt nhựa.

Tải bản đầy đủ - 0trang

Cấu hình bề mặt của polymer thường hiếm khi đồng nhất. Trong phần lớn các

trường hợp, chất dẻo thường tồn tại dưới dạng hệ đa pha và tính chất vật lí (ví dụ như

độ khúc xạ và tỉ trọng) thường thay đổi đột biến trên ranh giới pha.



3



Cấu trúc phân tử bề mặt của polymer cho đến nay vẫn chưa được giải thích một

cách hồn chỉnh, các suy luận giải thích thường dựa trên các tính chất vật liệu khối

của chính polymer đó. Trong vật liệu khối polymer, phân bố năng lượng và lực liên

kết thường là đẳng hướng. Ngược lại các phân tử gần với biên giới pha có lượng các

phân tử lân cận cùng loại ít hơn, do đó có năng lượng cao hơn trong khối. Sự khác biệt

4



này có thể bỏ qua trong trường hợp xem xét tính chất của vât liệu khối do lượng vật

liệu trong khối lớn hơn nhiều so với lượng vật liệu trên bề mặt. Trong khi đó, lại

khơng thể bỏ qua hiện tượng thay đổi tính chất vật lí ở vị trí biên giới pha của polymer

và kim loại.



Độ bám dính phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai nguyên tử tương tác gần nhất.

Lực tương tác giữa hai nguyên tử thường hiệu quả nhất khi khoảng cách đạt 0.1 đến

0.5nm. Năng lượng của liên kết này trong khoảng 40-800KJ/mol trong trường hợp

liên kết hóa học và nhỏ hơn 40kJ/mol trong trường hợp liên kết lực Van dec Van.



Liên kết hóa học và tương tác phân tử ở khoảng cách ngắn thường cho độ bám rất

tốt. Thậm chí khi khơng có liên kết hóa học, cũng có thể tạo được độ bám tốt bằng

cách tăng các điểm tiếp xúc ở biên giới pha. Như vậy dạng hình học của bề mặt cũng

rất quan trọng đối với độ bám dính do hình dạng bề mặt ảnh hưởng trực tiếp tới số

điểm tiếp xúc giữa các pha trên bề mặt.



1.2 Lý thuyết độ bám.

Bám dính theo định nghĩa là tương tác trao đổi giữa các phân tử trên ranh giới hai pha

gây ra hiện tượng các pha liên kết với nhau. Để giải thích độ bám dính kim loại-nhựa,

cần dựa vào các cơ chế quan trọng như: bám dính cơ học, bám dính tĩnh điện, bám

dính thấm ướt.

a) Bám dính cơ học.



5



Mơ hình của lý thuyết bám dính cơ học dựa trên giả thuyết màng kim loại bám “mắc”

cơ học vào các điểm lồi lõm trên bề mặt polymer. Diện tích bề mặt bám mắc càng lớn

thì độ bám dính càng cao.Ngồi ra, độ bám dính còn phụ thuộc vào số lượng và hình

dạng, chiều sâu, đường kính, góc nghiêng các lỗ trên bề mặt nhựa. Hơn nữa, độ bám

còn phụ thuộc vào chiều dày lớp kim loại, nhìn chung chiều dày càng tăng độ bám

dính càng giảm.

b) Bám dính do lực liên kết hóa học và lực Van dec Van.

Thông thường lực liên kết giữa các phần tử chất rắn không đồng nhất cũng chính

là một trong những tác nhân tạo ra sự gắn bám giữa các phần tử này. Các dạng liên kết

hóa học giữa kim loại và nhựa gồm:

Liên kết hóa trị chính: Liên kết đồng cực, liên kết khác cực (liên kết ion), liên kết

kim loại.

Dạng liên kết hóa trị thứ cấp: liên kết hydro, liên kết lưỡng cực-lưỡng cực, lực

phân tán.

Thông thường, bề mặt vật liệu không thể sạch tuyệt đối.Bề mặt kim loại thường bị

phủ bởi một lớp oxit mỏng hoặc một lớp hydroxit mỏng. Các nhóm -OH trên bề mặt

kim loại này có thể tương tác trực tiếp với bề mặt polymer tạo thành liên kết bám

dính, hoặc có thể thơng qua một chất trung gian để tạo độ bám dính. Các chất trung

gian này (ví dụ hợp chất silan có gắn chức hữu cơ) có khả năng vừa tạo được liên kết

cộng hóa trị với bề mặt polymer, lại vừa tạo được liên kết với lớp oxit kim loại, do đó

hình thành liên kết nhựa-kim loại.

c) Bám dính do lực tĩnh điện.

Cơ chế bám dính do lực tĩnh điện tương đối quan trọng vì chỉ cần một lượng điện

tích nhỏ cũng cho lực tương tác lớn hơn nhiều so với lực liên kết phân tử giữa hai vật

liệu. Liên kết này cũng đặc biệt quan trọng trong mạ hóa học lên bề mặt nhựa do q

trình này liên quan đến hấp phụ các hạt xúc tác lên bề mặt nhựa. Khi bề mặt kim loại

tiếp xúc với bề mặt nhựa, ngay lập tức xuất hiện quá trình di chuyển điện tử từ kim

loại sang polymer dẫn đến chênh lệch điện thế ở biên giới pha tương tự như quá trình

hình thành lớp kép trên bề mặt điện cực trong dung dịch. Tuy nhiên, điện tử muốn tiếp

tục dịch chuyển từ polymer sang kim loại cần một năng lượng cao hơn 2-3 eV so với

năng lượng ở bề mặt pha. Do đó, lượng điện tử dịch chuyển từ kim loại sang polymer

không nhiều và tạo ra lực bám dính khơng cao. Nhưng trong trường hợp polymer có

cấu trúc năng lượng dễ tiếp nhận điện tử, điện tử sẽ dễ dàng di chuyển sẽ cho lực bám

dính tăng lên đáng kể.



2. XỬ LÍ BỀ MẶT TRƯỚC KHI MẠ.

Mục đích: nhằm làm sạch bề mặt trước khi mạ và tăng khả năng bám dính giữa bề

mặt nhựa và kim loại mạ. Có thể chia các phương pháp xử lí bề mặt thành các loại sau

: các phương pháp hóa học, các phương pháp cơ học, các phương pháp nhiệt.



6



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1 Đặc điểm bề mặt nhựa.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×