LT2008082A

LT2008082A - Poliimido ir kitų plastikų ėsdinimo būdas

Info

Publication number: LT2008082A
Application number: LT2008082A
Authority: LT
Inventors: Leonas NARUŠKEVIČIUS; Mykolas Baranauskas; Birutė ŠIMKŪNAITĖ-STANYNIENĖ
Original assignee: Chemijos Institutas
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-05-25

Abstract

Išradimas yra susijęs su plastikų paruošimu prieš cheminę metalizaciją. Siūlomo išradimo tikslas - būdo supaprastinimas bei poliimidų ir kitų plastikų paviršiaus paruošimo kokybės pagerinimas, nenaudojant toksiškų medžiagų. Tikslas pasiekiamas tuo, kad poliimidus ir plastikus ėsdina 1 - 2 minutes 10 - 80 °C temperatūroje, 0,005 - 0,2 M oksidatorių tirpalu 13 - 17 M sieros rūgštyje, o oksidatoriais gali būti KMnO4, HClO4, V2O5, KClO3.

Description

1

POUIMIDO IR KITŲ PLASTIKŲ ĖSDINIMO BODAS Išradimas yra susijęs su plastikų paruošimu prieš cheminę metalizaciją,

Metalizuojant plastikus pirmas svarbus etapas yra plastikų ėsdinimas, Įgaliojantis gauti jų paviršiaus gerasadsorbeines ir adhezines savybes. Geros paviršiaus adsorbcines savybės garantuoja tolygų tolesnį dengimąsi metalu, adhezines - gerą mechaninį dangos sukibimą su plastiku. Ypač sunku šias savybes suteikti poliimidams.

Yra žinomas poliimidų ėsdinimo būdas, apimantis apdorojimą šarminiais tirpalais bei plovimą ir ėsdinimo produktų šalinimą nuo poliimidų paviršiaus (žiūr. EP0511691, US4873136, EP0351622). Be to, prieš šarminį ėsdinimą dažnai poliimidus apdoroja įvairiomis, kartais labai kenksmingomis organinėmis medžiagomis, o tam reikalinga papildoma technologinė įranga (žiuf. EP0421123, US6218022, US2003070545, US4039371, US4112139, US6660062, US6218022).

Artimiausias siOiomam išradimui yra poliimidų ėsdinimo būdas, pagal kurį poliimidus prieš šarminį ėsdinimą apdoroja organinių medžiagų tirpalais, o ėsdinimo produktus nuo paviršiaus šalina nė mažesnės negu 85% sieros rūgšties tirpalu {žiūr. US4873136). Šio būdo trūkumas yra tas, kad apima daug operaciją kurioms reikalinga sudėtinga įranga. Taip pat gautos metalo dangos sukibimas su poliimidų labai sumažėja aukštesnėje temperatūroje, Pastaroji aplinkybė yra labai svarbi, nes poliimidų plastikas skirtas naudoti padidintoje, palyginti su kitais plastikais, temperatūroje (150°G ir daugiau). Kitų plastikų sukibimą riboja ją pačių terminis atsparumas.

Siūlomo išradimo tikslas būdo supaprastinimas bei poliimidų ir kitų plastikų paviršiaus paruošimo kokybės pagerinimas, nenaudojant toksiškų medžiagą

Tiksiąs pasiekiamas tuo, kad poliimidus ir plastikus ėsdina 1-2 minutes 10 - 80°C temperatūroje, 0,005 - Q,2M oksidatorių tirpalu 13 - 17M sieros rūgštyje, o oksidatoriais gali būti KMn04l HCIO4, V205, KCi03.

Siūlomas išradimas, lyginant su artimiausiu prototipą leidžia atsisakyti 2 daugiastadijinio plastikų ėsdinimo būdo, nenaudojant toksiškų, nestabilių organinių medžiagų. Naudojamų bude neorganinių oksidatorių priedų koncentracijos yra labai mažos, tai nedidina būdo savikainos. Be to, nenaudojami kancerogeniški šešiavalenči© chromo junginiai.

Siūlomame būde, poliimidą apdoroja sieros rūgštie su KMnCų priedu 20 ~ 60 °C temperatūroje 1 - Z min. Kuo didesnė sieros rūgšties koncentracija tuo mažesnės reikia temperatūros ir laiko. Naudojant 17M sieros rūgštį galima apdoroti tik kambario temperatūroje. Apdorojant aukštesnėje temperatūroje arba ilgesnį laiką - susilpnėja paviršinis poiiimido sluoksnis ir silpnėja jo sukibimas su metalu. Apdorojant 13 M sieros rūgštimi - temperatūra turi būti ne mažesnė 80°G. Dar labiau sumažinus sieros rūgšties koncentraciją negaunamas plastiko sukibimas su metalu, be to, labai sumažėja permanganato stabilumas tirpale. Esant sieros rūgšties koncentracijai 14M ir daugiau tirpalas būna aktyvus daug ilgesnį laiką net ir 60°G temperatūroje. Labai svarbi yra tirpalo permanganate jonų koncentracija. Geriausi rezultatai gauti esant 0,001 - 0,01 M koncentracijoms, kai metalo sukibimas su poliimidu siekia 1KN/m, Esant didesnei arba mažesnei negu optimali permanganato koncentracijai, žymiai sumažėja metalo dangos sukibimas su plastiku.

Siūlomas išradimas paaiškinamas pavyzdžiais.

Poiiimido plėvelę ėsdina 13 17 M su Mn04 0,0005 - 0,015 M priedu kalio, natrio arba amonio druskos pavidalu, 20 - 80 °C temperatūroje, plauna vandeniu ir aktyvuoja 1 - 2 min. kambario temperatūros tirpale, turinčiame Igll PdCI2 ir 2m|/l HCi, sensibiiizuoja 2 min 5g/i NaBH* ir 5 g/1 NaOH tirpale. Po praplovimo plėvelę dengia nikeliu 20°G temperatūros tirpale, turinčiame (gfl): NiClr10, NaH2P02 - 30, Na citrato ~ 30, NaOH - iki pH apie 10. Dengimo laikas — 5 min. Gautą cheminio nikelio dangą (tam, kad būtų galima išmatuoti dangos sukibimą su plastiku) storina žinomais elektrocheminio nikeliavimo arba variavimo būdais. Metelė sukibimo su plastiku Įvertinimui matuoja jėgą, reikalingąatplėštl 1 cm dangos pločio juostelę. Matuoja šviežiai 3 gautos dangos sukibimą su polfimidu ir po 7 parą kaitinimo 150°G temperatūroje.

Rezultatai pateikti 1 lentelėje 1 lentelė

Pavyzdys HaSCį koncentra cija (mol/i) UnOĄ koncentra cija {moi/i> Esdinimo stygos Dangos sukibimas su poliimidu (kN/m) Tempe ratūra °C laite (min) Šviežios Po iškaiti-nimo (150°D, 7 paros) 1 14. 0,005 20 2 1 0,8 ,2 15 0,005 20 1 0,9 0,7 3 14 0,005 60 1 0,9 0,8 4 13 0,005 60 2 0,8 0,6 5 17 0,005 20 1 0,7 0,5 6 14 0,0005 60 2 0,2 0,1 7 14 0,05 60 2 0,2 0,1 8 14 0,005 20 5 0,4 0,3 9 16 0,005 20 1 0,9 0,7 10 16 0 20 2 0 0 11 16 0 60 10 0 0 12 14 0,005 20 0,5 .0,5 0,4 Iš 1 lentelės matyti, kad naudojant poliimido ėsdinimui 13 - 17M sieros rugštį su 0,005 M permanganato priedu, gaunamas geras metalo dangos sukibimas su pollimidu (žiur. t — S Ir 9 pavyzdžius). Sukibimas termiškai stabilus. Naudojant ėsdinimui sieros rūgštį be permanganato priedo, sukibimas 4 negaunamas, nepriklausomai nuo ėsdinimo sąlygų (žiūr, 10 ir 11 pavyzdžius}. Padidinus arba sumažinus permanganato fonų koncentraciją, sukibimas mažėja (6 ir 7 pavyzdžiai. Iš B pavyzdžio matyti, kad nei ir esant optimalioms sieros rūgšties ir permanganato koncentracijoms, ilgesnis ėsdinimas blogina sukibimą. Sumažinus ėsdinimo laiką - sukibimas irgi sumažėja. Todėl optimaliomis poliimido ėsdinimo sąlygomis galima laikyti 1 ~ 2 min 20 « 60°C temperatūroje, esant sieros koncentracijai 13 - 17M ir permanganato koncentracijai apie 0,O6§M.

Siūlomą būdą galime naudoti ir kitų plastikų ėsdinimui, be to kaip priedus į sieros rūgštį be permanganato, naudoja ir kitus oksidatorius (žiūr. 2 lentelę) 2 lentelė

Pavy zdys h2so4 konc entra cija (mol/i) Oksidatoriaus priedas į sieros rūgštį Plas, tikas Ėsdinimo sąlygos Dangos sukibimas su plastiku (kN/m) Oksida torius (mol/I) Tempe-ratūra °C baikas (min) 13 14 ΚΜηθ4 0,005 ABS 20 1 1,4 14 15 KMn04 0,005 ABS-PC 20 2 0,7 15 16 HCI04 0,1 ABS 20 1 0,7 16 7 W>5 0,1 SP 80 2 0,4 17 7 KCIO3 0,2 ABS 30 2 0,9 ABS - Aknionitrilo ir butadienstirolo kopolimeras ABS - PC - Aknionitrilo ir butadienstirolo kopolimeras su polikarbonatu SP “ stiklo plastikas epoksidinės dervos pagrindu

Claims

iSradimo apibrėžtis 1. Poliimido ir kitų plastikų ėsdinimo būdas, apimantis poiiimidų ir kitų plastiką apdorojimą H2S04, besiskiriantis tuo, kad poliiimldą ar kitą plastiką ėsdina 1-2 minutes 10 - 8Q°C temperatūroje, 0,005 ~ 0,2M oksidatorių tirpalu 13 -17 M sieros rūgštyje.
2. Būdas pagal apibrėžties 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad oksidatorių tirpalai yra KMn04, HCIO4, V205, KCIO3.