Introduction : Le processus de fabrication deproduits en plastiqueLe processus comprend principalement quatre étapes clés : le moulage, le traitement de surface, l’impression et l’assemblage. Le traitement de surface est une étape essentielle. Afin d’améliorer l’adhérence du revêtement et de fournir une base conductrice optimale pour le placage, le prétraitement est indispensable.
Prétraitement de surface des produits en plastique
Le traitement de surface comprend principalement le revêtement et le placage. Les plastiques présentent généralement un degré de cristallinité élevé, une faible polarité, voire une absence de polarité, et une faible énergie de surface, ce qui influe sur l'adhérence du revêtement. Le plastique étant un isolant non conducteur, il est impossible de réaliser un placage direct selon les spécifications classiques des procédés d'électroplacage. Par conséquent, un prétraitement est nécessaire avant tout traitement de surface afin d'améliorer l'adhérence du revêtement et de créer une couche conductrice optimale pour le placage.
Prétraitement du revêtement
Le prétraitement comprend le dégraissage de la surface plastique, c'est-à-dire le nettoyage de l'huile et de l'agent de démoulage présents à la surface, et l'activation de la surface plastique, afin d'améliorer l'adhérence du revêtement.
1. Dégraissage
Dégraissage deproduits en plastiqueTout comme pour le dégraissage des produits métalliques, le dégraissage des produits plastiques peut s'effectuer par nettoyage aux solvants organiques ou par dégraissage aux solutions aqueuses alcalines contenant des tensioactifs. Le dégraissage aux solvants organiques convient au nettoyage de la paraffine, de la cire d'abeille, des graisses et autres saletés organiques présentes sur la surface du plastique. Le solvant organique utilisé ne doit ni dissoudre, ni faire gonfler, ni fissurer le plastique ; il doit présenter un point d'ébullition bas, être volatil, non toxique et ininflammable. Les solutions aqueuses alcalines conviennent au dégraissage des plastiques résistants aux alcalis. La solution contient de la soude caustique, des sels alcalins et divers tensioactifs. Le tensioactif le plus couramment utilisé est un éther polyoxyéthyléné d'alkylphénol (OP), qui ne mousse pas et ne se dépose pas sur la surface du plastique.
2. Activation de surface
Cette activation vise à améliorer les propriétés de surface des plastiques, c'est-à-dire à créer des groupements polaires ou à rendre la surface rugueuse afin de faciliter l'adhérence et l'adsorption du revêtement. Il existe de nombreuses méthodes de traitement d'activation de surface, telles que l'oxydation chimique, l'oxydation par flamme, le décapage par vapeur de solvant et l'oxydation par décharge corona. La plus courante est l'oxydation chimique par cristaux, qui utilise souvent une solution d'acide chromique. Sa formule typique est composée de 4,5 % de dichromate de potassium, 8 % d'eau et 87,5 % d'acide sulfurique concentré (à plus de 96 %).
Certains produits plastiques, comme le polystyrène et l'ABS, peuvent être revêtus directement sans traitement d'oxydation chimique. Cependant, pour obtenir un revêtement de haute qualité, un traitement d'oxydation chimique est parfois nécessaire. Par exemple, après dégraissage, l'ABS peut être décapé avec une solution diluée d'acide chromique. La formulation typique est composée de 420 g/L d'acide chromique et de 200 ml/L d'acide sulfurique (densité 1,83). Le procédé de traitement classique consiste en un chauffage à 65 °C pendant 70 °C pendant 5 à 10 minutes, suivi d'un rinçage à l'eau et d'un séchage. L'avantage du décapage à l'acide chromique réside dans sa capacité à traiter uniformément les pièces, même celles de formes complexes. En revanche, le procédé est dangereux et génère des risques de pollution.
Prétraitement du revêtement
Le prétraitement du revêtement vise à améliorer son adhérence à la surface plastique et à former une couche métallique conductrice sous-jacente. Ce prétraitement comprend principalement les étapes suivantes : dépolissage mécanique, dégraissage chimique, polissage chimique, sensibilisation, activation, réduction et métallisation. Les trois premières étapes améliorent l’adhérence du revêtement, tandis que les quatre dernières permettent la formation de la couche métallique conductrice.
1. Rugosification mécanique et rugosification chimique
Le traitement de rugosification mécanique et chimique vise à rendre la surface du plastique plus rugueuse par des méthodes mécaniques et chimiques respectivement, afin d'accroître la surface de contact entre le revêtement et le substrat. On considère généralement que la force d'adhérence obtenue par rugosification mécanique ne représente qu'environ 10 % de celle obtenue par rugosification chimique.
2. Dégraissage chimique
La méthode de dégraissage pour le prétraitement du revêtement de surface en plastique est la même que la méthode de dégraissage pour le prétraitement du revêtement.
3. Sensibilisation
La sensibilisation consiste à adsorber des substances facilement oxydables, telles que le dichlorure d'étain ou le trichlorure de titane, à la surface des plastiques présentant une certaine capacité d'adsorption. Ces substances adsorbées sont oxydées lors du traitement d'activation, et l'activateur est réduit en germes cristallins catalytiques qui restent à la surface du produit. La sensibilisation a pour rôle de préparer le terrain pour le dépôt ultérieur d'une couche métallique par métallisation chimique.
4. Activation
L'activation consiste à traiter la surface sensibilisée à l'aide d'une solution de composés métalliques catalytiquement actifs. Le principe est d'immerger le produit, préalablement adsorbé avec l'agent réducteur, dans une solution aqueuse contenant un sel de métal précieux comme oxydant. Les ions du métal précieux sont ainsi réduits par S²⁺, et le métal précieux réduit se dépose sur la surface du produit sous forme de particules colloïdales, dotées d'une forte activité catalytique. Lorsque cette surface est immergée dans une solution de dépôt chimique, ces particules deviennent des centres catalytiques, accélérant ainsi la réaction de dépôt.
5. Traitement de réduction
Avant le dépôt chimique, les pièces activées et rincées à l'eau claire sont immergées dans une solution de réducteur à une concentration précise, utilisée spécifiquement pour le dépôt chimique, afin de réduire et d'éliminer l'activateur résiduel. Ce traitement est appelé réduction. Pour le cuivrage chimique, on utilise une solution de formaldéhyde, et pour le nickelage chimique, une solution d'hypophosphite de sodium.
6. Placage chimique
Le but du dépôt chimique est de former un film métallique conducteur à la surface des produits en plastique afin de créer les conditions propices au dépôt électrolytique d'une couche métallique. Le dépôt chimique est donc une étape clé du procédé de métallisation des plastiques.
Date de publication : 13 juin 2024