KỸ THUẬT MẠ HÓA HỌC LÊN NHỰA

1. Phương pháp tiến hành
   1. Giai đoạn tẩm thực

• Chất dẻo tẩm thực là nhựa ABS hay PS
• Pha 100 ml dung dịch tẩm thực có thành phần như sau:

• CrO₃ 50g/l
• H₂SO₄ đặc 100 ml
• KMnO₄ 5g/l

• Dùng giấy nhám chà xát lên bề mặt phôi nhựa tạo các vi mạch để thuận lợi cho quá trình mạ, rửa sạch và ngâm vào bể tẩm thực với thời gian ngâm là 30 phút.
• Nhiệt độ của bể là 70 .
• Sau đó lấy phôi ra rửa sạch và cho vào bể tăng nhạy.
  1. Giai đoạn tăng nhạy
• Pha 25 ml dung dịch tăng nhạy có thành phần:

• SnCl₂.2H₂O 25g/l
• HCl 60g/l

• Cho phôi vào bể tăng nhạy với thời gian ngâm là 5 phút. Lấy ra và ngâm phôi đã tăng nhạy vào bể đựng nước, thời gian ngâm 2 phút. Rửa nhẹ trong bể đựng nước. Tiếp tục lấy ra và cho vào bể hoạt hóa.
  1. Giai đoạn hoạt hóa

- Pha 20 mL dung dịch hoạt hóa có thành phần:

• AgNO₃: 2g/L
• NH₄OH 25%

Sau khi tăng nhạy ta cho vò bể hoạt hóa thời gian ngâm là 2 phút. Rửa sạch phôi hoạt hóa trong nước và tiếp tục cho phôi hoạt hóa vào bể mạ đồng hóa.

1. Giai đoạn mạ đồng

- Pha 25 mL dung dịch mạ đồng hóa có thành phần sau:

• CuSO₄.6H₂O: 10g/L
• NaOH: 10g/L
• KNaC₄H₄O₆.4H₂O: 50g/L
• NiCl₂.6H₂O: 2g/L
• HCHO (40%): 25mL/L

Sau khi qua giai đoạn hoạt hóa, phôi vật liệu được ngâm vào dung dịch mạ đồng hóa với thời gian ngâm: 25 phút. Sau đó lấy phôi vật liệu ra rửa sạch. Kết thúc quá trình mạ hóa học.

1. Kết quả

• Pha 200 ml dung dịch tẩm thực:
• Lượng cân CrO3: m_(〖CrO〗_3 )=(200 ×50)/1000=10 g
  Lượng cân KMnO4: m_(〖KMnO〗_4 )=(200 ×5)/1000=1 g
  Thể tích H2SO4: V_(H_2 〖SO〗_4 )=100 ml 
• Hình 1. Giai đoạn tẩm thực

Pha 200 ml dung dịch tăng nhạy:

• Lượng cân SnCl2.2H2O: m_(〖SnCl〗_2.2H_2 O)=(200 ×25)/1000=5 (g)
• Hình 2. Giai đoạn tăng nhạy

• Thể tích HCl: V_HCl=(60×200)/(1,18×1000)=10,2 ml

Pha 200 ml dung dịch hoạt hóa:

• Lượng cân AgNO3: m_(〖AgNO〗_3 )=(200 ×2)/1000=0,4 g
  Thể tích NH4OH: V_(〖NH〗_4 OH)=(20×200)/250=16 ml
• 

• Hình 3. Giai đoạn hoạt hóa

• Pha 200 ml dung dịch mạ đồng:
• Lượng cân CuSO4.6H2O: V_(〖CuSO〗_4.6H_2 O)=(10×200)/1000=2 ml
  Lượng cân NaOH: m_NaOH=(10×200)/1000=2 g 
  Lượng cân KNaC4H4O6.4H2O: m_(KNaC_4 H_4 O_6.4H_2 O)=(50×200)/1000=10 g 
  Lượng cân NiCl2.6H2O: m_(Ni〖Cl〗_2.6H_2 O)=(2×200)/1000=0,4 g 
  Thể tích HCHO: V_HCHO=(25×200)/1000=5 ml
• 

• Hình 4. Giai đoạn mạ đồng

1. Kết luận

• Trong giai đoạn tẩm thực khi cho nhựa vào dung dịch ta thấy dung dịch sủi bọt khí đó là khí H₂ và phản ứng tỏa nhiệt.
• Trong giai đoạn mạ đồng ta quan sát thấy khi bỏ tấm nhựa đã hoạt hóa vào thì có lớp đồng bám lên bề mặt miếng nhựa.
• Dung dịch tăng nhạy có vai trò xử lý bề mặt nhựa, nâng cao hoạt tính bề mặt cho các bước tiếp theo.
• Dung dịch hoạt hóa có vai trò xử lý bề mặt, thường dùng dung dịch có chứa các kim loại để xảy ra quá trình khử trên bề mặt.

1. Bàn luận

• Nhóm đã hoàn thành việc mạ hóa học lên nền nhựa ABS tuy nhiên sản phẩm chưa được đánh giá cao về cảm quan.
• Lưu ý khi pha dung dịch tẩm thực cần phải đảm bảo phản ứng diễn ra hoàn toàn tức lượng chất rắn phải tan hết trong dung dịch axit và khi cho nhựa vào cần để đến khi phản ứng hoàn toàn tức không còn sủi bọt khí.

1. Trả lời câu hỏi Bàn luận

1.  Anh chị hãy cho biết trong tất cả các giai đoạn mạ nhựa trên ta có thể thay đổi hàm lượng của hỗn hợp được không?

• Dựa theo tài liệu về phương pháp mạ hoá học lên bề mặt nhựa ta có thể thay đổi lượng hoá chất trong các quá trình. Nhưng khi thay đổi phải chú ý vì các phản ứng sẽ xảy ra khác nhau ở nồng độ khác nhau.

1.  Anh chị hãy giải thích có thể thay đổi thời gian ngâm phôi trong các giai đoạn trên không? Nếu được ta cần thay đổi những thông số khác như thế nào? Giải thích?

• Thời gian ngâm phôi cũng tương tự như phối liệu dung dịch, thời gian và nồng độ đều sẽ ảnh hưởng lớn đến bề mặt nhựa ở từng khoảng khác nhau nhưng có thể thay đổi được.

1.  Anh chị hãy cho biết ngoài chât dẻo ABS, PS ta dùng chất dẻo khác được không?

• Ngoài nhựa Ps, ABS thì còn khảo sát được trên một loại nhựa là PEEK với hình dạng đồng nhất nhưng bao gồm hai pha trong lòng vật liệu tương tự PB và SAN

1. Anh chị hãy giải thích tại sao ta phải gia nhiệt ở 70⁰C tỏng giai đoạn tẩm thực nhựa.?

• Cấu tạo bề mặt PB sẽ tan chảy trong khoảng từ 60-80 độ để tạo ra lỗ rỗng trên bề mặt. Lỗ rỗng hỗ trợ cho quá trình mạ

1.  Anh chị hãy cho biết áp dụng bài thí nghiệm này để mạ lên nền gốm được không? Nếu được thì ta cần thêm bớt ở giai đoạn nào? Tại sao?

• Theo em thì có thể mạ gốm, chúng ta chỉ cần bỏ giai đoạn tẩm thực.

Tin tức khác

• Cách xi mạ niken ( Phần 1) (25-09-2019)
• Cách xi mạ niken ( phần 2 ) (25-09-2019)
• Cách xi mạ niken (Phần 3 ) (25-09-2019)
• GIỚI THIỆU VỀ HỢP KIM MAGNESIUM (MAGIE, MAGNESIUM ALLOY) (29-09-2019)
• CÁC ỨNG DỤNG CỦA MẠ HOÁ NICKEL (22-10-2019)
• Đo lường pH của dung dịch, ảnh hưởng của nhiệt độ và các yếu tố tới kết quả đo (22-10-2019)
• Lớp phủ hoá học, Chemical Conversion Coatings (22-10-2019)