塑料电镀是通过在塑料表面沉积金属或合金层，使其具备导电性、耐磨性、耐腐蚀性或装饰性的一种技术。由于塑料本身不导电且化学稳定性高，需经过复杂的预处理和特殊工艺才能实现高质量镀层。以下是塑料电镀的主要处理过程及关键技术：

一、预处理工艺（核心步骤）

1. 清洗与脱脂

• 目的：去除塑料表面的油脂、灰尘和加工残留物。
• 方法：
  • 溶剂清洗：使用丙酮、乙醇等有机溶剂擦拭。
  • 超声波清洗：配置碱性清洗液（如碳酸钠+表面活性剂），频率 40–60 kHz，时间 5–10分钟。
• 重要性：油脂残留会导致镀层附着力下降甚至失败。

2. 表面粗化

• 目的：增加塑料表面粗糙度，提高镀层结合力。
• 方法：
  • 化学粗化：用浓硫酸（H₂SO₄, 90–98%）或氢氟酸（HF）腐蚀表面，形成微米级凹坑。
  • 机械粗化：通过砂纸打磨或喷砂处理（砂粒粒径 100–200 μm）。
• 注意：过度粗化可能导致镀层厚度不均。

3. 活化（催化处理）

• 目的：使塑料表面具备催化活性，启动化学镀反应。
• 方法：
  • 钯/银活化：浸渍 PdCl₂ 或 AgNO₃ 溶液，还原生成金属微粒作为催化核心。
  • 等离子体活化：通过氧气或氮气等离子体处理，清洁表面并引入活性基团。
• 典型参数：
  • 温度 40–60°C，时间 5–15分钟。

二、导电层沉积（化学镀铜）

塑料电镀需先沉积导电层，打破非导电性：

1. 化学镀铜配方：
   • 主盐：硫酸铜（CuSO₄·5H₂O, 10–20 g/L）
   • 还原剂：甲醛（3–10 g/L）或葡萄糖（10–20 g/L）
   • 络合剂：EDTA-2Na（5–15 g/L）
   • pH调节：12.5–13.5（用氨水）
   • 温度：55–65°C
2. 反应方程式：$${\text{Cu}}^{2+}+2\text{HCHO}+4{\text{OH}}^{-}\to \text{Cu}+2{\text{HCOO}}^{-}+2{\text{H}}_2\text{O}+{\text{H}}_2\uparrow$$
3. 注意事项：
   • 需持续搅拌（磁力搅拌器，转速 100–200 rpm）防止沉淀。
   • 化学镀铜层厚度通常为 1–5 μm。

三、电镀金属层

1. 电镀工艺选择

2. 关键参数控制

• 电流密度：
  • 镀镍：10–30 A/dm²
  • 镀铬：50–100 A/dm²
• pH值：
  • 镀镍：4.5–5.5
  • 镀铬：1.5–3.0
• 温度：
  • 镀镍：50–55°C
  • 镀铬：50–60°C

四、后处理工艺

1. 清洗：
   • 用去离子水彻底冲洗，去除残留电镀液。
2. 钝化：
   • 镀铬钝化：浸渍硝酸（HNO₃, 10–15%）1–2分钟，生成氧化铬保护膜。
   • 镀镍钝化：使用苯并三唑等有机钝化剂，提高耐腐蚀性。
3. 干燥：
   • 热风干燥（50–80°C，10–15分钟）或真空干燥，避免水分残留导致镀层变色。
4. 检验：
   • 附着力测试：划格法（百格刀）或拉力试验（标准 ≥5 N/mm²）。
   • 镀层厚度：使用涡流仪或金相显微镜测量。

五、常见问题与解决方案

六、环保与未来趋势

1. 环保型工艺：
   • 采用无氰镀液（如氯化镍替代硫酸镍）。
   • 废水处理：离子交换树脂回收重金属，化学中和废水毒性。
2. 纳米复合镀层：
   • 在铜层中掺杂碳纳米管（CNTs），提升导电性和机械强度。
3. 低温工艺：
   • 开发40°C以下的化学镀铜工艺，降低能耗和碳排放。

七、典型应用案例

• 电子产品：手机中框镀金（装饰性+导电性）。
• 汽车部件：ABS塑料保险杠镀铬（防锈+美观）。
• 医疗器械：医用导管镀镍（耐腐蚀+抗菌性）。