塑料基础知识

塑料的基础从第一个塑料产品赛璐珞诞生算起，塑料工业迄今已有120年的历史，相对于金属的诞生时间来说，相差了5000多年，这么大的时间跨度，塑胶在金属面前算是一种非常新鲜的材料，然而即使是短短的120年，塑胶工业经过了飞速发展，到目前为止，我们生活中的很多产品，或多或少都使用了塑胶，甚至有些还是全塑胶制成的产品当各种各样的塑胶产品（包括合格的、不合格的）充斥我们的生活时，那些低价的、质量不合格、不美观的产品带给人们很差的使用体验，久而久之，人们就会对这种塑胶产品在心理上打上了低级的、廉价的符号。

再次面对塑胶外壳的产品时，即使是功能没问题，质量合格，但单从外观上就给人一种质疑、犹豫不定的感觉，这种感觉个人理解为塑胶感。

塑胶感，反映的是人们对某个产品的价值或者使用感受一种认知，是对产品的一种主观评价，是因人而异的。

塑胶感，狭义上是指，产品外层能看得到的塑胶外壳给人带来的视觉或触觉上的感受；广义上是指，产品给人带来的心理上一些负面的感受。

一提到塑胶或者塑胶感，往往带着贬义的意思，很多人心里可能会想到是“低级”、“廉价”，“不环保”甚至“虚假”、“劣质”等词来形容不好的东西。

01事实上，塑胶作为一种材料，因其的优异的特性，被广泛应用于各行各业，甚至在很多领域上能取代金属等其他传统材料。

1.由于塑胶的成型特性，在外观造型上设计的自由度比金属大得多。

比如金属外壳的电脑机箱，由于金属板材的成型特性，外观往往只能设计成类方型的造型；而塑胶外壳的产品就不一样的，只要能顺利出模，造型上的设计就自由很多。

2.由于密度的差异，同等体积下，塑胶的重量比金属轻（钢铁）的多。

比如在汽车轻量化设计中，随着改性技术的发展，塑料体现出低成本、高性能的明显优势，从最初的内饰件逐步发展到外饰件、发动机周边部件等，应用范围逐步扩大，在汽车用材料中用量比重不断提高。

3.塑胶的批量制造的成本比金属低得多，比如手机外壳，塑胶外壳的话工艺会简单很多，金属、玻璃、陶瓷外壳工艺复杂得多，成本自然高得多。

02既然塑胶材料有很多金属等其他材料无法比拟的优点，为什么反而给人一种低端感、廉价感呢？这其中有三方面的原因：第一，心理上认知的不同。

这要从他们的出身说起，远古代冶炼还原技术不高时，可以利用的金属是不易氧化，更易还原，甚至在自然界就有较高纯度矿石的金属容易被人们利用，比如金、银，由于金、银质地软，含量低，不适合做工具，但金、银的颜色很是特别，所以更多地被当作贵族的装饰品。

到了青铜时代，人类真正开始大量使用的金属是铜，但也因为当时的冶炼技术落后，所以制得的铜器纯度不高，更准确地说是一种铜的合金，比如青铜就是大约90%的铜和10%的锡构成，其硬度比金、银高，做成工具使用也比石器好太多，所以当时人类开始使用青铜制作一些工具了。

再到铁器时代，铁器时代是人类发展史中一个极为重要的时代。

人们最早知道的铁是陨石中的铁，古代埃及人称之为神物。

在很久以前，人们就曾用这种天然铁制作过刀刃和饰物，这是人类使用铁的最早情况，这个时期铁比金、银稀少，贵族们甚至以金银来交换铁用来做饰物。

地球上的天然铁是少见的，所以铁的冶炼和铁器的制造经历了一个很长的时期。

随着冶炼技术的成熟，铁的产量比之前多了很多，人类发现铁远比铜坚硬，开始用来制作农具、手工具、兵器。

随着冶炼技术的更加成熟，各种金属慢慢被发现，然而我们常用的铝在200年前才被发现，在那个时代，铝曾是一种稀有的贵重金属，被称为“银色的金子”，比黄金还珍贵。

法国皇帝拿破仑三世，为显示自己的富有和尊贵，命令官员给自己制造一顶比黄金更名贵的王冠──铝王冠。

他戴上铝王冠，神气十足地接受百官的朝拜，这曾是轰动一时的新闻。

拿破仑三世在举行盛大宴会时，只有他使用一套铝质餐具，而他人只能用金制、银制餐具。

因为铝很活泼，当时冶炼铝十分困难，铝的价格比黄金还贵重得多。

即使在化学界，铝也被看成最贵重的，英国皇家学会为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，不惜重金制作了一只铝杯，赠送给门捷列夫。

有了电之后，人们发明了电解铝的制造方法，铝的价格就跌到了我们今天说的白菜价。

从金属被发现的历史来看，每种金属的发现都花费了很长的一段时间，而且产量少，以至于被发现的当时都被当作贵金属来看待，所谓出身高贵，所制成的金属制品往往被贴上“珍贵”、“精致”、“高档”的标签，人们潜意识认为金属本身具备高档的特性。

而塑胶被发现到现在才120年左右，那个时代已是第二次工业革命时代了，1869年美国人J.W.海厄特发现在硝酸纤维素中加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质，热压下可成型为塑料制品，命名为赛璐珞。

1872年在美国纽瓦克建厂生产。

当时除用作象牙代用品外，还加工成马车和汽车的风挡和电影胶片等，从此开创了塑料工业，相应地也发展了模压成型技术。

从塑胶的历史来看，因其出生在第二次工业革命时代，从被发现到规模化生产仅仅几年时间，在人类的认知里，塑胶从一开始就是以一种大众化的方式进入人类生活，往往被贴上“普通”、“廉价”的标签。

所以，社会化的“认知感”：金属给人感觉是“精致”、“高档”，塑料给人感觉是“通俗”、“普通”。

这种社会化的“认知感”久而久之就会形成社会性的“标准”，人们往往会受到这种标准的影响。

就好比这个时代的女人是以苗条的身材为美，如果你自己认为肥胖才美，这是跟大众的审美观相悖的。

第二，生理上（注意是视觉和触觉）的感知不同。

1.光泽度的不同，金属的光泽是因为自由电子对可见光的选择性吸收和反射使得金属具有一定的颜色，而且这种反射出来的光比较明亮，称为金属光泽。

而塑胶反射出来的光就暗淡无光。

然而闪亮的东西总是引人注目，比如说各种首饰，它们的耀眼金属光泽让人们觉得它们特别珍贵，尤其是金银首饰。

2.触感的不同，由于金属内部组织的致密性，人的皮肤触摸时就感觉到一种细腻感，感觉到舒服；相同体积的金属比塑料略重，拿到手上会感觉到有份量；金属本身是冰凉的，人的皮肤触摸时就感觉到一种温差，从而刺激到神经末梢，塑胶就没有这种明显的感觉。

第三，某些人遇事习惯以偏概全。

有一些人某次使用了塑胶产品（此产品可能是质量不过关），因为此次糟糕的体验，就断定塑胶产品质量不行，没有金属产品好。

他没想到的是还有很多优秀的塑胶产品，这种就是典型的“一朝被蛇咬十年怕井绳”的心理，以偏概全，以点遮面。

03虽然塑胶的出身不怎么好，那能不能通过后期的努力来改变自己呢？由于塑胶本身的特性与金属存在很大的差异，人们往往习惯首先通过外观来判断产品的质感，也就是视觉效果。

所以，通过改善塑胶产品的外观工艺来提高塑胶产品的档次，再结合塑胶产品的易成型性，批量化、低成本化，在很多场合下比金属有更大的优势。

一般通过以下方法来实现塑胶金属化：1.塑胶整体金属化，此方法是在塑料成型过程中添加特殊的金属颜料，例如金属粉、色母、造粒料等，使塑料制品实现珠光、金属光泽等效果。

这种方法可以免去后处理的过程，是塑料整体金属化的方法2.塑胶表面金属化，对塑胶制品的表面赋予一层金属薄膜来实现塑胶表面金属化。

其中，塑胶表面金属化，一般通过以下常用的方法来实现：1.湿法a、化学镀化学镀是指，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。

注意：化学镀也可作为电镀的一个工序，提供导电层，比如化学镀铜，这样塑胶件就可以像金属一样进行常规电镀了。

b、电镀电镀是一种电解过程，一般把提供镀层金属的金属片作为阳极，电解液为镀层金属的离子溶液，被镀物（塑胶）作为阴极，阳极与阴极之间输入电压后，吸引电解液中的金属离子游至阴极，还原后即成为镀层，同时阳极的金属片溶解成为金属离子，重复这一过程直至完成电镀。

注意：塑胶在电镀前，必须先将塑胶表面进行预金属化处理，也就是采用特殊的物理、化学方法处理，以便在塑胶表面形成导电层，使其具有导电能力，然后才能进行电镀。

，这也是主要区别于金属材料电镀的地方，预金属化处理的方法有：喷涂导电胶、真空蒸镀金属层、化学镀、掺混导电材料等。

电镀时，如果阳极不是镀层金属的金属片，而是其他金属片的话，需要及时添加电解液以补充镀层金属离子的浓度减少的部分。

2.干法a、物理气相沉淀（PVD），在真空的条件下，利用物理的方法，把材料源（固态或液态）气化成原子或分子，然后通过低气压区域，最后沉淀在待镀塑胶上形成金属层的过程。

物理气相沉淀的方法有：1）真空蒸镀是指在真空环境下加热镀膜材料，使其在极短时间内蒸发，沉积在塑料表面上形成镀层。

优点：此法成膜速率快、效率高，但薄膜与基体结合较差。

为此，人们将等离子刻蚀和真空蒸发法结合起来以提高结合力(离子镀)。

缺点：只能蒸发像铝这种低熔点的金属；大面积镀件镀层不均匀；加热可能导致制品变形。

2）磁控溅镀是用高能离子轰击靶材，使靶材表面原子获得足够能量脱离母材，并按相应的溅射方向飞跃出来，沉积在塑料表面的方法。

优点：1)与真空蒸发法相比，磁控溅射法不需要预处理，结合力较强，且能沉积多种金属（金属、合金、金属氧化物、陶瓷等均可）。

2）可以溅镀多元复杂薄膜。

3）靶材输入电流及溅射时间可以控制，容易得到高精度的膜层。

4）可以形成大面积均一的薄膜。

5）膜层的附着强度是一般蒸镀膜的10倍以上。

6）靶材寿命长，可以长时间自动化连续生产。

缺点：1）与真空蒸镀相比，沉积速度慢。

2）靶材通过比较贵。

3）大部分溅射到靶上的能量转变成热量。

4）溅镀速率随时间下降，因为气体杂质不易从系统中排除。

5）气体杂质在等离子体中被激活而使得沉积层中杂质比真空蒸镀中更多。

3）离子镀是蒸镀和溅镀的结合，在真空中使蒸发的原子离子化（带正电荷），阴极（塑胶件）的吸引下，以很高的速度注入到工件表面。

相当于一个从枪管中射出的高速弹头，可以穿入基体很深，在塑胶件上形成一种附着牢固的扩散镀层。

优点：1）沉积膜表面致密性高。

2）与真空蒸镀和溅镀对比，表面覆盖更好。

3）附着力强、速度快、复杂表面镀层均匀。

缺点：1）某些情况下，工件可能产生残余应力。

2）设备投资高。

膜层特点：导电与不导电主要取决于靶金属的不同，举个例子，同样是银色效果，导电的话靶金属就是锌，若是不导电靶金属就是锡，而且膜厚要控制的很薄才行大概是500nm以内，厚了一样会导电。

NCVM在真空镀膜工序后的性能其实相当脆弱，因为那是金属在原子雾状态下吸附于塑料壳表面的，完全暴露于空气中，由于此时的金属膜层具有一定“金属活动性”，像指纹刮碰等接触都是直接影响外观与性能，但是在经过TOP-COATING 后(表面经过UV涂烤)后，性能就大大提高，因为那时在最外层的不再是金属膜，而是硬化的UV油漆！涂层结构：NCVM的制程比较复杂，如果要做出带颜色的金属效果的产品出来，需要四五次的涂烤。

一般的ＶＭ制程工序为Base coating - middle coating - VM- top coating 即我们所谓的三涂，也有做两涂或四涂的，以产品不同涂烤工序不同。