化学镀

塑料金属化后兼具塑料与金属的优点。

化学镀镀层均匀，与塑料结合力强,工艺简单，适用于任意复杂形状的塑料制品。

因此，化学镀被广泛应用于塑料领域，如ABS塑料、聚酰亚胺(PI)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二脂(PET)等。

塑料化学镀一般步骤：除油→粗化→活化→化学镀。

粗化
化学溶液刻蚀：传统方法是铬酸刻蚀。

存在的问题是铬酸刻蚀工艺产生大量含Cr(Ⅵ)的废水，严重污染环境。

对此，采用硫酸双氧水混合溶液对塑料表面进行氧化腐蚀，既增加了微观粗糙度，又通过氧化形成极性基团改善了表面的亲水性，增加塑料与金属的粘结力，避免了含Cr(Ⅵ)废水对环境的污染,符合环保要求。

高锰酸钾粗化ABS塑料与铬酸具有相同的效果，既能保持足够的镀层结合力，又减少了对环境的污染。

光化学辐照：尽管无铬化学刻蚀法解决了污染问题，但仍有大量废水产生。

由于光化学辐射可以在物体表面进行轻微腐蚀，引入等离子体辐照、激光辐照、准紫外线辐照等对塑料表面进行光蚀，保证了镀层与塑料基体之间优良的结合性能。

光蚀方法对塑料表面进行轻微腐蚀，不会产生大量的废水，对塑料表面形貌也不会产生严重的损坏，因而适用于精度要求比较高的器件。

有机介质中间层：在塑料与基体之间引入有机介质形成中间层，可有效解决两者间不能直接反应的缺点，工艺简单,起到连接镀层与基体的作用，可以提高其结合力。

PVC塑料经硅烷系偶联剂KH560处理后可以获得亲水性良好的表面层,在其上化学镀，可以得到与基体结合良好的镀层，能够取代铬酸粗化工艺。

聚苯胺(PANI)有足够的活性,能够沉积零价金属，不需要表面改性,将PS浸入到苯胺溶液中，苯胺氧化为聚苯胺膜附着在PS表面，以聚苯胺表面沉积的铜作催化中心，可以引发化学镀铜反应。

表面接枝共聚改性：加强有机质中间层与镀层的结合，增大中间层与镀层的混合程度，使有机介质深入到镀层中可起支架作用。

在氩等离子体处理的PI表面接枝4-乙烯基吡啶进行化学镀，镀层与基体的结合强度比仅使用氩等离子体处理大得多。

采用溶液浸渍等方法在塑料表面形成极性基团，然后接枝单体发生共聚反应，接枝单体与催化粒子共价键结合吸附在塑料表面，进而引发化学镀，大大提高了镀层与基体之间的结合强度。

活化
贵金属活化：传统的活化方式是敏化活化，即先用氯化亚锡敏化，再用钯或银等贵金属盐溶液活化，被还原的贵金属作为催化中心附着在塑料表面，引发一系列的化学镀氧化还原反应。

氯化亚锡有毒性，以其敏化存在危险，有被其他方法取代的需求。

应用超临界二氧化碳(Sc-CO2)的运输扩散作用以及对聚合物的亲和特性，将二元钯聚物均匀扩散至PI表面，通过热处理降解钯聚物为金属钯，成功引发化学镀反应。

无钯活化：由于贵金属活化成本高，限制了工业化进程，需要使用其他金属来代替贵金属做活性中心。

以铜取代钯、银等金属进行活化，可有效地降低生产成本，由于工艺较复杂，对活化工艺效果的影响因素增多，误差较大。

最近也有用聚合物做介质吸附普通金属做活性中心引发化学镀反应，采用壳聚糖做介质，镍离子与CTS上的氨基配位结合吸附在ABS-CTS表面，形成ABS-CTS-Ni结构，然后浸入到化学镀镍溶液中反应，获得了结合性能优良且光洁平整的镀层。

此项工艺保持了无钯活化的优点，工艺简单，能够有效地将镍铺展在塑料表面，获得优异的镀层。

目前，无钯活化的方法主要有镍盐还原法和镍盐热分解法。

镍盐还
原法是选用适当的还原剂，将镍盐溶液中的镍离子还原，从而获得镍金属颗粒，在常温下将硼氢化钠醇溶液倒入乙酸镍醇溶液中进行活化，成功获得了均匀的镍镀层。

镍盐热分解法是先将镍盐溶液吸附在基体表面，再经过热分解镍盐获得镍颗粒，使用镍盐热分解法在玻璃表面实现无钯化学镀。

但是，镍盐还原法制得的镀层附着力差，难以完全覆盖塑料基体；而热分解法的分解温度大大超过塑料的使用温度，因此均无法成功应用于塑料基材。

到目前为止，还没有非贵金属活化工艺大规模应用于工业生产的实例。

金属化学镀
镀镍：在金属沉积过程中，除了镀液温度与pH值这2个工艺参数对镀层质量有重要影响外，其他因素对镀层也有相当的影响。

在金属沉积镍过程中加入Sc-CO2分散剂，Sc-CO2极强的扩散能力可以及时将反应生成的氢气分散，避免其在塑料表面的积聚，防止镀层表面裂纹和微小孔隙的形成；Sc-CO2可以将镍磷带入塑料深处，比己烷分散剂分散效果强,使得镍磷镀层一直向上生长，对裂纹的生成具有抑制作用；Sc-CO2使得镀层结构排列更加密实，减少了裂纹的产生，大大提高了镀层的性能。

在镀液组成方面,用甲烷磺酸镍替代硫酸镍，不仅可以提高镍在镀液中的溶解度，还可以轻易移除反应中产生的不溶性磷酸盐沉淀，从而延长镀液的使用寿命，提高其利用率；在化学镀镍液中加入SiO2纳米颗粒实现共沉积，纳米SiO2颗粒有效地提高了镀层的力学性能，大幅提高了镀层的显微硬度和耐磨损性能，可以明显提高塑料制品在机械运行中的使用寿命。

镀铜：铜优良的导电性能推动了化学镀铜的发展。

以铝作催化中心在ABS 塑料表面进行化学镀铜反应，有4种酸性镀液都可以在ABS塑料表面化学镀铜；磷酸、硫酸、醋酸镀液都可以形成导电铜层，硝酸由于对铝和铜的过度腐蚀没有形成导电表面；硫酸和磷酸镀液在24 h后可以得到最大的导电率,醋酸的导电率则较前两者低。

在聚丙烯晴(PAN)表面沉积硫化铜,在一定范围内，随着三乙醇胺(TEA)浓度的增加，沉积的硫化铜镀层厚度增加，镀层的电磁屏蔽效应增大，良好的电磁屏蔽效应在降低电磁辐射对人体的伤害及对电子设备的电磁干扰等方面具有极广阔的应用前景。

改善化学镀液组成对镀液的稳定性以及镀层性能有重要影响，从而可以大大拓宽化学镀的应用领域。

镀银：选择甲基磺酸作化学镀银的酸性体系，镀层均匀银白光亮，结合力较好，适用于印制电路板的制造。

经过接枝共聚预处理过的PI在紫外线辐照下进行化学镀银，沉积在塑料表面的银粒子总量和粒子尺寸受紫外线照射时间长短的影响。

因此，可以对镀层结构组织进行较为精确的控制，以取得理想性能。

镀金：传统的化学镀金以氰化物为重要的镀液组成成分，镀液稳定，镀层性能优异，但氰化物是剧毒物质，影响安全，污染环境，目前都在研究无氰化学镀金技术。

无氰硫代硫酸盐和亚硫酸盐取代含氰镀液是发展趋势，镀非晶态金合金作为纳米级电子器件接触材料是未来的重要应用方向。

在PS表面可采用亚硫酸钠-亚硫酸金钠体系化学镀。

上述化学镀金体系有效地解决了氰化物体系带来的环境污染问题。

经过化学镀金处理过的基体，具有优良的导电性、耐酸碱性,可以用作微电极以及电路板等电子设备。

从几篇文章中，我们基本上可以了解到塑料化学镀的基本情况，首先粗化，然后需要敏化，再活化，然后就可以施镀了。

但是在敏化和活化的步骤中，需要选取合适的方法，即选取合适的试剂进行，不同的溶液敏化活化的效果不同，在自己做实验的过程，需要查阅相关文献，选取适当溶液进行实验。

不过我们在实际生产中需要注意化学镀液的维护。

做好溶液生产管理和维护，对提高溶液的稳
定性，防止溶液自然分解，是保证镀层质量和降低成本的关键因素。

首先做好镀前的预处理工作，必须把镀件清洗干净，防止各种杂质或金属杂质带人镀液中，此杂质可能成为溶液自发分解的触发剂，对镀液的危害最大。

在施镀中要控制镀件的装载量，装载量过高反应剧烈时，镍颗粒可能从镀层上脱落到镀液中，形成自催化还原中心，就会加速溶液的自然分解。

及时添加材料调整PH值，施镀时对主盐和还原剂的消耗最快，若不及时补充主盐和还原剂，就会影响镀层的质量和镀液的稳定性。

PH值是随着施镀的进行逐渐降低，如不及时调整，亚磷酸盐的积累就会明显的增加，就会影响沉积的速度和镀层的质量。