低温等离子处理ABS的预电镀性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.013

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (8): 80-86.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.013

低温等离子处理ABS的预电镀性能研究

欧阳宇飞, 王华山()

天津科技大学化工与材料学院，天津 300457

收稿日期:2022-03-29 出版日期:2022-08-26 发布日期:2022-08-22
通讯作者: 王华山（1971—），男，教授，从事功能塑料与功能包装材料研究，whs@tust.edu.cn
E-mail:whs@tust.edu.cn

Pre⁃plating properties of ABS treated with non⁃thermal plasma

OUYANG Yufei, WANG Huashan()

College of Chemical Engineering and Materials Science，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China

Received:2022-03-29 Online:2022-08-26 Published:2022-08-22
Contact: WANG Huashan E-mail:whs@tust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

通过低温等离子体表面处理对丙烯腈?丁二烯?苯乙烯（ABS）表面进行刻蚀；以乙烯基三甲氧基硅烷、γ?巯丙基三甲氧基硅烷、γ?氨丙基三乙氧基硅烷为主体的无钯敏化、活化液对ABS进行表面镀镍，通过傅里叶变换全反射红外光谱（ATR?FTIR）、接触角测量仪和扫描电子显微镜（SEM）等探究了电镀ABS的性能，并根据GB/T 9286—2021，用90 °黏合强度测试法测试塑料与金属层之间的黏附牢固程度。结果表明，当处理时间为300 s、功率为600 W时，ABS电镀预处理效果最佳，此时结合强度达到0.94 kN/m。

关键词: 低温等离子体, 无钯活化, 电镀, 预处理

Abstract:

The surface of acrylonitrile?butadiene?styrene （ABS） resin was etched through non?thermal plasma surface treatment. A palladium?free sensitization and activation solution composed of vinyltrimethoxysilane，（3?mercaptopropyl）trimethoxysilane， and 3?triethoxysilyl?1?propanamine was used for the surface nickel plating of ABS. The properties of electroplated ABS were investigated using Fourier?transform total reflectance infrared spectroscopy， contact angle measuring instrument， and scanning electron microscope. A 90° adhesive strength testing method was adopted to measure the adhesion between the plastic and metal layer according to the national standard GB/T 9286—2021. The results indicated that the optimal pretreatment effectiveness was achieved for ABS electroplating at a treatment time of 300 s and a power of 600 W. As a result， the substrate bonding strength reached 0.94 kN/m.

Key words: non?thermal plasma, palladium?free activation, electroplating, pretreatment

中图分类号:

TQ322.4⁺2

欧阳宇飞, 王华山. 低温等离子处理ABS的预电镀性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(8): 80-86.

OUYANG Yufei, WANG Huashan. Pre⁃plating properties of ABS treated with non⁃thermal plasma[J]. China Plastics, 2022, 36(8): 80-86.

图/表 11

图1 ABS的电镀预处理及化学镀过程

Fig.1 Electroplating pretreatment and electroless plating process of ABS

图2 接触角变化曲线

Fig.2 Contact angle change curve

图3 不同处理条件下ABS的SEM照片

Fig.3 SEM images of ABS treated at different conditions

图4 ABS低温等离子体处理前后ATR?FTIR图谱

Fig.4 ATR?FTIR pattern of ABS before and after low temperature plasma treatment

图5 ABS低温等离子体处理前后XPS谱图

Fig.5 XPS spectra of ABS before and after low temperature plasma treatment

图6 ABS的EDS图像

Fig.6 EDS images of ABS

图7 ABS活化后增重变化曲线

Fig.7 Weight change curves of ABS after activation

图8 不同处理功率ABS镍镀层的结合强度

Fig.8 Bonding strength of ABS nickel coating at different processing power

图9 不同处理功率ABS化学镀后实物照片

Fig.9 Photo of electroless plated ABS at different processing power

样品	处理条件	镀层外观
b	200 s、400 W	很差，脱落严重
c	300 s、400 W	很差，起泡脱落
d	300 s、500 W	较差，镀层起泡
e	300 s、600 W	良好，镀层平整
f	300 s、700 W	很差，起泡脱落
g	400 s、500 W	较差，镀层起泡
h	400 s、600 W	很差，起泡脱落

表 1 不同处理条件下化学镀镍层质量及外观

Tab.1 Quality and appearance of electroless nickel plating at different treatment conditions

图10 不同处理条件ABS化学镀后实物照片

Fig.10 Photos of electroless plated ABS at different treatment conditions

参考文献 21

1	严钦元，方景礼. 塑料电镀［M］.重庆：重庆出版社， 1987：118⁃135.
2	Eltigani H， Boonyongmaneerat Y ．Modifications of the wetting characteristics of electrodeposited porous copper by controlling the plating parameters and storage conditions［J］．Micron，2021，150（2）：103⁃140．
3	王元有，陈锁金，周颖，等. PVC塑料表面环保镀铜的工艺优化研究［J］. 无机盐工业， 2018， 50（1）：32⁃35.
	WANG Y Y， CHEN S J， ZHOU Y，et al.Research on process optimization of environmentally electroless copper plating on PVC plastic surface［J］. Inorganic Chemicals Industry， 2018， 50（1）：32⁃35.
4	Kim G G， Kang J A， Ji H K， et al. Photocatalytic pretreatment of acylonitrile⁃butadiene⁃styrene polymer for electroless plating［J］. Scripta Materialia， 2007， 56（5）：349⁃351.
5	姜晓霞，沈伟. 化学镀理论与实践［M］. 北京：国防工业出版社， 2000： 57⁃72.
6	Suman R， Nandan D， Haleem A， et al. Experimental study of electroless plating on acrylonitrile butadiene styrene polymer for obtaining new eco⁃friendly chromium⁃free processes［J］. Materials Today： Proceedings， 2020， 28（3）：1 575⁃1 579.
7	吴伟杰. 塑胶电镀离子钯活化工艺的开发及应用［D］. 广州：华南理工大学， 2012.
8	Tang X， Bi C， Han C， et al. A new palladium⁃free surface activation process for Ni electroless plating on ABS plastic［J］. Materials Letters， 2009， 63（11）：840⁃842.
9	Zhang Y， Zhang T， Shi H，et al ．Fabrication of flexible copper patterns by electroless plating with copper nanoparticles as seeds［J］．Applied Surface Science，2021，547（10）：149220．
10	Kim K， Lee J， Ryu S，et al ．Laser direct structuring and electroless plating applicable super⁃engineering plastic PPS based thermal conductive composite with particle surface modification［J］．RSC Advances，2018，8（18）：9 933⁃9 940．
11	Magallón Cacho L， Pérez Bueno J J， Meas Vong Y， et al. Novel green process to modify ABS surface before its metallization： optophysic treatment［J］. Journal of Coatings Technology & Research， 2015， 12（2）：1⁃11.
12	程璐. 含氮低温等离子体材料表面处理及其在生物医疗领域的应用［D］.杭州：浙江大学，2020.
13	刘星慧. 等离子体表面处理对光催化材料性能的影响［D］. 大连：大连理工大学， 2021.
14	德列斯文. 低温等离子体物理及技术［M］. 北京：科学出版社， 1980： 98⁃112.
15	张悦. DBD等离子体改性活性炭及对废炭中苯酚降解的研究［D］. 大连：大连理工大学， 2008.
16	何欣钟. 聚四氟乙烯低温等离子体接枝改性及无钯化学镀铜［D］. 上海：中国科学院研究生院（上海应用物理研究所）， 2016.
17	Fritzlar N， Beier O， Pfuch A，et al ．Plastic metallization：alternative approaches to chemical nickel plating［J］．Galvanotechnik，2020，111（12）：1 864⁃1 869．
18	Belenkiy L M， Raskin Y N， Vuillemin J ．Effective plating in elastic⁃plastic range of primary support members in double⁃skin ship structures［J］．Marine Structures，2007，20（3）：115⁃123．
19	Xi⁃Ran W， Ying⁃Wei Z ．Investigation of process for electroless⁃Cu⁃plating on PP plastic［J］．Surface Technology，2010，39（5）：77⁃79．
20	施力匀. ABS塑料化学镀镍前处理工艺的研究［D］. 贵阳：贵州大学， 2018.
21	顿福胜，李岩峰，周吉林，等．无氨化学镍工艺及其应用［J］．电镀与精饰，2021，43（2）：51⁃54．
	DUN F S， LI Y F， ZHOU J L， et al.Process and application of ammonia⁃free electroless nickel［J］．Plating & Fini⁃shing，2021，43（2）：51⁃54．

[1]	李璐, 刘飞翔, 罗慧玲, 陈国华. 石墨烯复合浆料应用于ABS塑料电镀前表面处理[J]. 中国塑料, 2021, 35(6): 40-45.
[2]	刘庆东. 汽车塑料电镀装饰条注塑模具设计[J]. 中国塑料, 2020, 34(12): 88-91.
[3]	尚成新马驰陈尔凡. 低温等离子体技术在高分子材料中的应用研究进展[J]. 中国塑料, 2011, 25(10): 14-18 .
[4]	满瑞邓新华孙元罗衍慧. PTFE乳液制备PTFE/ZrO2微孔膜及性能研究[J]. 中国塑料, 2011, 25(08): 48-51 .

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Pre⁃plating properties of ABS treated with non⁃thermal plasma

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