你是否曾留意过身边形形色色的塑料制品？它们看似普通，却在生活中无处不在。然而，你知道吗？这些塑料制品在光鲜亮丽或具备特殊功能的背后，隐藏着一门关键的 “魔法技艺”—— 表面处理技术。



想象一下，塑料，因其自身结晶度大、极性小、表面能低且不导电等特性，就像一个 “高冷” 的对象，要让涂层完美附着、实现镀层被覆，或是在其表面进行精美印刷，并非易事。但正是通过各种表面处理技术，如同施展神奇魔法，塑料制品才能突破这些局限，满足我们生活、工业等各领域多样化的需求。



从涂层被覆到镀层被覆，从解决印刷难题到提升综合性能，这背后究竟有着怎样的奥秘？接下来，就让我们一同揭开塑料制品表面处理技术的神秘面纱，探索这一神奇领域的无限可能。



一、涂层被覆的前处理



塑料制品的除油



塑料制品表面常存在油污和脱模剂，影响涂层被覆的附着力，因此除油是必要步骤。除油方法与金属制品表面除油类似，主要有有机溶剂清洗和含表面活性剂的碱性水溶液除油两种。



有机溶剂除油：适用于清洗石蜡、蜂蜡、脂肪等有机性污垢。所选有机溶剂需满足对塑料不溶解、不溶胀、不龟裂，沸点低、易挥发、无毒且不燃的条件。例如，某些特定的有机溶剂能有效去除塑料表面的有机污垢，同时不会对塑料本身造成损害。



碱性水溶液除油：适用于耐碱塑料。溶液中含有苛性钠、碱性盐以及表面活性物质，常用的为 OP 系列（烷基苯酚聚氧乙烯醚），其不会形成泡沫，也不会残留在塑料表面，能有效去除塑料表面的油污。



塑料制品表面的活化



活化旨在提高塑料的表面能，使涂料更易润湿和吸附。常见方法包括化学品氧化法、火焰氧化法、溶剂蒸气浸蚀法和电晕放电氧化法等，其中化学品氧化法应用最为广泛。



学品氧化法：常用铬酸处理液，典型配方为重铬酸钾 4.5%，水 8.0%，浓硫酸(96%以上)87.5%。对于一些塑料制品，如聚苯乙烯及 ABS 塑料，有时未进行该处理也可直接涂层被覆，但为获得高质量涂层，也常采用此处理。例如，ABS 塑料脱脂后，可用较稀的铬酸处理液浸蚀，典型处理配方为铬酸 420g/L，硫酸(比重 1.83)200ml/L，处理工艺为 65℃ - 70℃/5min - 10min，随后水洗净并干燥。此方法优点是能均匀处理复杂形状塑料制品，但操作存在危险且有污染问题。



火焰氧化法：将空气加热到高温(3000℃以上)形成等离子体，激活空气中的氧分子，使材料表面形成带有碳分子的极性分子，增加表面对油墨的吸附力。该方法曾广泛用于处理聚乙烯、聚丙烯等厚度超 10 毫米的塑料，如今多用于铸模或吹模工艺，以及纸版和包装食品、饮料材料的表面处理。



溶剂蒸气浸蚀法：常用三氯乙烯溶液，温度控制在 65 - 75℃，用溶剂蒸气浸蚀后需快速涂装，时间宜在 30 - 60 秒内，否则侵蚀后的表面很快恢复。该方法适用于形状复杂的聚烯烃塑料。此外，也可用氯仿、二氯甲烷或甲苯、丙酮的混合溶剂处理塑料表面，去除污尘，增加印刷和涂装牢度。



电晕放电氧化法：在平板电极对面的针状电极上加正电压，电压升高到一定数值时，针尖伸展的发光部分触及平板电极形成等离子体，使塑料表面产生游离基反应，聚合物交联，表面变粗糙，增加对极性溶剂的润湿，进而提高附着能力。如今，几乎所有塑料薄膜、纸张及金属箔材料都采用此方法处理。



二、镀层被覆的前处理



镀层被覆前处理对于塑料制品至关重要，其目的在于提高镀层与塑料表面的附着力，并使塑料表面形成导电金属底层。这一过程主要涵盖了机械粗化、化学除油、化学粗化、敏化处理、活化处理、还原处理和化学镀等工序。



首先是机械粗化与化学粗化。机械粗化通过机械手段使塑料表面变粗，以此增加镀层与基体的接触面积，不过其所能达到的结合力仅约为化学粗化的10%。而化学粗化运用化学方法让塑料表面变得粗糙，相比机械粗化，能更有效地提升镀层附着力。此外，化学除油工序与涂层被覆前处理的除油方式一致，可通过有机溶剂清洗或碱性水溶液除油，去除塑料表面的油污和脱模剂，为后续处理奠定基础。



其次是敏化、活化与还原处理。敏化处理时，具有吸附能力的塑料表面会吸附像二氯化锡、三氯化钛这类易氧化物质，在后续活化处理中，这些物质被氧化，活化剂则被还原成催化晶核留在制品表面，为化学镀覆金属层打下基础。



活化处理借助催化活性金属化合物溶液对敏化后的表面进行处理，将吸附还原剂的制品浸入含贵金属盐的氧化剂水溶液，使贵金属离子被还原，形成具有催化活性的胶体状微粒沉积在制品表面，加快化学镀覆反应速度。经活化处理并洗净后的制品，在化学镀前需用化学镀还原剂溶液浸渍，以还原除净未洗净的活化剂，如化学镀铜用甲醛溶液，化学镀镍用次磷酸钠溶液。



最后是化学镀。这是塑料电镀的关键步骤，旨在塑料制品表面生成导电金属膜，从而为电镀金属层创造必要条件。