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粗化的作用
粗化可使非金属材料表面呈现微观粗糙。 增大镀层与塑料基体的接触面积，提供“锚效 应”，并使塑料镀件表面由憎水体变成亲水体。 未粗化的塑料表面带正电荷，对Sn2+、Ag+、 Cu2+、Pd2+都有排斥作用，无法进行敏化、活化， 结合力不好，甚至镀不上铜。经过粗化的塑料表 面带负电荷，很容易吸附Sn2+、Ag+等，使敏化、
活化及化学镀铜或化学镀镍能够顺利进行。粗
化效果对直接电镀的成功与否起着关键作用,关 系到化学镀或直接电镀的成品率。
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粗化机理：
一、蚀刻
粗化时，制件表面的高分子结构 会被粗化液腐蚀，造成许多在电 镀时能产生“投铆”作用的孔洞， 这样就形成了密度很高的微观凹 坑，每平方厘米可达60万个，使 制品表面微观粗糙，以确保化学 镀所需要的“锚入效应”。这种 瓶颈锁扣形孔洞可大大增强镀层 的结合力。
以物理的方法，使 求比较高的制件不适合用
塑料制件表面粗化， 机械粗化。而该制件如果
形成微观粗糙来增加 同时也不能经受化学粗化
镀层与基体的接触面 积。
机械粗化方法一般
的侵蚀或者与化学粗化液 不起作用，这种情况下只 有借助适宜的有机溶剂对
是喷砂、滚磨或砂纸 其粗化。
打磨。
有机溶剂粗化是利用
机械粗化只能获得 有机洗涤剂对塑料制品的
塑料电镀的粗化处理工艺
主讲：赖柳锋
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什么是粗化？ 粗化是塑料表面电镀前处理过程中的关键步
骤,就是使塑料表面呈微观粗糙状态,增大镀层与塑 料的接触面,在塑料表面形成大量亲水性基团,使塑 料变成亲水体。
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常用的粗化方法有：
有机溶剂粗化
对于形状复杂，对
机械粗化
表面光洁度、尺寸精度要
另外，ABS塑料表面的聚苯乙烯A-丙烯腈S 高聚物中，有许多“挂”在碳链上的苯环，在 这些苯环上可以通过亲电取代反应及铬酸的化 学作用引进某些活性基团，使塑料件表面形成 亲水性的羟基(-OH)、羰基(－CO－)、磺酸基 (-SO3H)等极性基团，提高了塑料件表面的亲 水性。磺酸基、羧基带负电荷，从而使塑料表 面类似于强酸型阳离子交换树脂的表面，这样， 粗化后的高聚物树脂表面带负电荷，能够吸引 带正电的阳离子而增强结合力。
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• 氧化作用
强酸、强氧化性的粗化剂，还能对塑料表面的高分子结 构产生断链的作用，即长链变成短链，同时发生氧化作用。 ABS塑料粗化时，在酸性介质条件下，铬酸主要对B组分 起氧化作用，反应如下：
～C－C１＝Ｃ２－Ｃ～
Ｃr(IV)
～C－C１＝Ｃ２－Ｃ～
H2O
ＨＨ
～C－C１＝Ｃ２－Ｃ～
OH OH
一定限度的结合力即 溶解、溶胀作用使其表面
物理结合力，很难达 失去原来光泽，呈现出无
到理想的结合力要求。 光的粗糙表面。使用时需
一般用在陶瓷、玻璃 注意防止溶胀过度，以免 或玻璃钢等制品上。 塑料制件变形。
化学粗化 化学粗化是利用非金属材
料中具有可与酸或碱起反应的 物质的可溶性特点来设计的方 法，他处理后的镀层比机械粗 化方法有较强的结合力，这是 因为机械粗化的表面是呈碗状 的小型凹坑，而化学粗化的原 理是一种蚀刻作用，由于强酸、 强碱、强氧化剂作用使其表面 呈冠状凹坑。
OO
Cr Cr
(OH)3 (OH)3
快
～C－C１＝Ｏ
Ｏ＝Ｃ２－Ｃ～
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粗化液各组分的作用
• 硫酸
1、蚀刻作用； 2、提供酸性介质； 3、使苯环引入磺酸基，增强亲水性。 硫酸含量过高的粗化液对塑料制件表面作用过快，易使 几何形状复杂、平直表面积很大的制件粗化不均，硫酸含 量过低时，ABS中的树脂相A、S容易遭破坏，降低了制件 表面的抗拉强度，镀层结合力显著下降。
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A烯腈；B——丁二烯; S——苯乙烯。
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ABS塑料在铬酸与硫酸混合液中腐蚀粗化时， 丁二烯球形橡胶相B优先被铬酸氧化溶解，丙烯腈 A树脂相溶解速度相当慢，苯乙烯S树脂相几乎不溶 解。丁二烯组分溶解后使塑料表面形成许多凹坑。
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• 铬酐 主要是氧化作用。
• 润湿剂 减小粗化液表面张力，利于塑料制件表面润 湿。
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影响粗化的因素
粗化操作中必须严格控制适宜的粗化条件，若粗化 不足，会引起镀层起泡、结合力差。甚至在沉积金属 时，局部沉不上；
粗化过度，则会引起零件变形或使表面层腐蚀，从 而损坏表面光洁度。
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化学粗化的特点
• 除污垢能力强，化学粗化液中普遍含有铬酐、硫 酸，是一种强氧化性酸性溶液，它能除去塑料制 品表面上的残存污垢；
• 粗化速度快，效果好，经化学粗化后的制品，表 面呈微观粗糙，粗化均匀、细致，对制品表面光 洁度、尺寸精度影响很小，且粗化速度远比机械 粗化快；
• 粗化液配制简单、易于操作、适用范围广。
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二、氧化作用
强酸、强氧化性的粗化液对塑料表面的高分子结构有 断链、氧化、磺化等作用。如ABS在铬酐-硫酸粗化液中， 铬酐对B组分就起氧化作用，但这种氧化作用必须在酸性 条件下进行，所以又必须要有一定量的硫酸。
由于这种协同作用，使制品表面生成许多的亲水基团， 或者使非离子型分子极化。这些极性基团的存在，极大地 提高了制品表面的亲水性，有利于化学结合，从而有助于 提高镀层的结合力。
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• 时间
时间过长，会造成过蚀； 时间过短，则起不到浸蚀成孔的作用。
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粗化前
粗化后
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在现在的电镀工业生产中，比较普遍的粗化液配方为:
铬酐400-430g/L 硫酸380-420 g/L
润湿剂适量 温度60～72℃ 时间10～30min
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铬酐-硫酸粗化体系
• 蚀刻作用 ABS塑料是应用最多最成功的一种非金属材料电镀，
一般ABS分通用级和电镀级，是A（丙烯腈）、B（丁 二烯）、S（苯乙烯）三元共聚而成的。用于电镀的是 ABS的接枝聚合物，其内部结构树脂相A和S组分是共 聚构型，而橡胶状的B组分则以球形分散于S-A构形之 中。当ABS在铬酸与硫酸混合液中腐蚀粗化时，像胶 相B组分优先被铬酸蚀刻溶解，树脂相A溶解速度相当 慢，树脂相S几乎不溶解，致使连续的树脂相表面留下 大量均匀的微小孔穴。