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作为塑料电镀，ABS是应用得最广泛的原料，而镀层与素材的结合力，是评价电镀质量好坏最核心的指标。如果你问哪家的ABS电镀结合力最高？大多数制品生产厂家并不能提供可信的对比统计数据。因为，即使同样的材料，不同制品电镀质量都容易波动，更别说不同牌号的材料。所以，不管生产多大、多小、多么不同的产品，厂家都喜欢延用原来的牌号。的确，电镀结合力不仅与ABS原料相关，更与工艺密切相关。下面，锦湖日丽通过文献，为你揭示工艺如何影响ABS镀层结合力。结合力差，往往是导致电镀件在热存放试验、高低温循环等试验中出现镀层开裂、鼓泡、脱落等问题的根本原因，而生产毛胚件时，这些隐患并不能直接观察到。如何才能获得高结合力的ABS电镀件呢？仅仅与ABS塑料的材料设计有关系吗？早在1966年日本学者就报道了金属镀层与ABS塑料制品之间的粘接不仅仅与ABS树脂有关，同样与成型工艺密切相关。作者采用注射成型法和压缩成型法制备了长ⅹ宽ⅹ厚分别为120mmⅹ80mmⅹ3mm的平板，然后采用同样的工艺进行电镀，测得压缩成型制品的剥离强度是注射成型制品的4～5倍！观察图1和图2给出的注射成型和压缩成型ABS制品的表面形貌，发现—— 注塑成型制品表面的橡胶在流动方向发生了一定程度的拉伸变形。当受到铬酸-硫酸粗化液刻蚀之后，变形的橡胶颗粒脱落，形成大而浅的空穴；而压缩成型制品表面的橡胶几乎全部保持圆形，经过刻蚀，橡胶脱落，形成小而深的空穴！相应地，后续沉积在注塑件表面的金属层厚度较薄，局限于制品表层；而沉积在压缩件表面的金属层厚度较厚，可以穿过表层进入次表层。很显然，金属层与塑料的铆合深度越深，镀层与基材的粘接强度越高！不同成型方法是如何诱导成型制品产生不同的微观结构的？注塑成型的特点就是具有复杂的应力场和温度场！如下图所示，注塑的充模过程是典型的喷泉流动模式。注塑成型时，聚合物熔体接触到低温模壁后会立即凝固形成表层，(次)表层的剪切应力最大，作为分散相的橡胶粒子在(次)表层将沿流动方向被拉长，取向程度高；而在较热的芯层，熔体冷却慢，橡胶粒子由于有足够的松弛时间，变形程度小。比较而言，压缩成型则是近乎零剪切的成型方法，橡胶几乎不发生变形。很显然，制品表面受到酸液粗化之后，拉伸变形严重的橡胶粒子被刻蚀的深度就会浅，相应的铆合力就会低；而圆形的橡胶粒子被刻蚀的深度就会深，铆合力就会高！用下面的示意图可以简单而形象地解释成型方法对橡胶形态和镀层结合力的影响。通过控制成型工艺减少注塑制品表层的取向结构，有望进一步提高电镀ABS的结合力。那么该如何调节成型工艺来控制皮芯结构呢？葡萄牙学者J.C.Viana于2004年发表在《polymer》杂志上的一篇文献给了我们很大的启示。从理论上讲，皮层取向结构的形成取决于两个参数：一个是材料从熔体态到固态（对于结晶聚合物，即到达其结晶温度；对于非晶聚合物，即到达其玻璃化转变温度）所经历的时间，tr；另一个就是材料本身的松弛时间，λ。通过延长熔体态的时间（↑ tr），或是减少材料的松弛时间（↓ λ），能够有效减少取向皮层的厚度。具体而言，可以从提高熔体温度、降低冷却速率、提高剪切应力水平等几个方面加以考虑，如下图所示。下面举几个具体的例子来验证上述理论，下图的横轴是注射温度（Tinj）的影响、纵轴是模具温度（Tw）的影响、斜轴是注射流动速率（Qinj）的影响。可见，随着注射温度、模具温度和注射流动速率的增加，皮层厚度都有所减小；而注射温度是影响最大的。因此，为了减少橡胶粒子在皮层的取向变形程度，建议ABS的注射温度、模具温度等可以适当设置高一些。当然，考虑到材料的热稳定性因素，注射温度的设置也不宜过高，否则，材料热降解会引起气味、散发性、物性劣化等问题。为了提高镀层结合力，注塑工艺的关键就是：尽量减少ABS橡胶粒子在制品表面的变形和皮层厚度。
文章内容源于锦湖日丽（锦湖日丽 —— PC/ABS、ABS改性塑料专家与代表供应商），艾邦高分子转载，版权归原作者所有。
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