El revestimiento de plásticos es ahora una tecnología bien establecida y, por lo tanto, al igual que muchas industrias, ya no tiene la tasa de crecimiento rápido que tenía cuando se introdujo por primera vez. Uno de los principales mercados, la industria automotriz, ha disminuido desde que los adornos decorativos de níquel más cromo ya no se usan en grandes cantidades en los vehículos. Una aplicación importante relativamente nueva para la industria del automóvil es la producción de superficies reflectantes para espejos exteriores. Los espejos de plástico se pueden moldear con precisión con una tolerancia estricta y son menos susceptibles a daños que los de vidrio en el exterior de los vehículos ”. Además, todavía hay muchas aplicaciones en las que las molduras de plástico enchapadas brillantes, como los accesorios de baño, son preferibles a las sin enchapar. Esto no solo se debe a su atractivo decorativo, sino también a que son más fáciles de mantener en condiciones higiénicas. Los plásticos revestidos ahora compiten con técnicas alternativas como la pulverización catódica al vacío y la laminación en caliente de láminas. Hasta hace 30 años, los únicos artículos de plástico chapados en cantidades comparativamente grandes eran los botones. Esto se debió al hecho de que el aumento de la dificultad y el costo del enchapado de la gama limitada de plásticos disponibles en ese momento contrarrestaban con creces las ventajas que estos materiales poseían en comparación con la mayoría de los metales. Es obvio que cualquier superficie que se vaya a recubrir con éxito en una solución acuosa debe ser hidrófila y tener una superficie conductora. Hasta la década de 1960, la primera propiedad a menudo se obtenía mediante abrasión mecánica suave y, a veces, mediante grabado químico, mientras que la segunda se obtenía mediante una variedad de métodos, siendo el más popular el uso de películas delgadas de grafito aplicadas a partir de suspensiones coloidales o plata producida por reducción química. Entonces tuvo lugar la electrodeposición de un recubrimiento mucho más grueso, casi invariablemente de cobre. Si bien el baño de sulfato de cobre ácido simple se usó para este propósito, se requirieron algunas técnicas de trasiego especializadas y cuidadosas para evitar que se queme el revestimiento conductor delgado y frágil inicial y obtener una deposición bastante uniforme. Se requirió un depósito grueso (c.150 pm) para encapsular el sustrato de plástico si este fuera de tamaño apreciable, ya que había poca o ninguna adherencia entre éste y la placa de cobre. Por lo tanto, era difícil reproducir detalles finos, particularmente si la placa de cobre tenía que pulirse para transformarla de su estado opaco como enchapado a una condición brillante. Debido a estos problemas técnicos, el proceso de enchapado sobre plásticos se limitó generalmente a aplicaciones especializadas de pequeña cantidad total, siendo una excepción notable el mencionado enchapado de botones, frecuentemente mediante barrido. Los botones y artículos pequeños similares para la industria de la confección ahora se moldean en los plásticos más modernos, con barriles especialmente diseñados que se utilizan para su enchapado. Se estima que todavía se producen anualmente entre 100 y 150 millones de botones de plástico galvanizado en el Reino Unido.

A principios de la década de 1960, se descubrió que un polímero formado por la combinación de acrilonitrilo, butadieno y estireno, normalmente denominado ABS, podía grabarse químicamente para permitir que se le adhiriera un revestimiento electrodepositado. Estos grabadores químicos consistían en mezclas de ácidos fuertemente oxidantes que atacaban la superficie del ABS de manera controlada, de modo que no solo se volvía hidrófilo sino que también permitía que se produjera cierta adhesión entre esa superficie y un recubrimiento electrodepositado. La capacidad de los plásticos ABS para ser grabados de esta manera específica les permitió recubrirse con metal de espesores no mayores que los requeridos para sustratos metálicos, en lugar de necesitar los recubrimientos gruesos requeridos para encapsular otros plásticos. El desarrollo concurrente de baños de cobre ácido brillante, que dieron a los depósitos también poderes de nivelación y más tarde la disponibilidad de soluciones estabilizadas de cobre no electrolítico y soluciones de níquel no electrolítico activas a temperaturas cercanas a la ambiente, dio un impulso adicional a las posibilidades abiertas por este descubrimiento, por lo que la cantidad de ABS plateado se cuadruplicó entre 1967 y 1970. Durante unos 30 años se ha investigado el efecto de diversos agentes decapantes sobre muchos otros polímeros termoplásticos. ", pero solo polipropileno, óxido de polifenileno, policarbonato de polisulfona y nailon reforzado con minerales Hasta ahora, se ha descubierto que son propuestas comerciales prácticas. Sin embargo, por varias razones, ninguna de ellas ha logrado más que una participación muy pequeña en el mercado de plásticos galvanizados. El último material a considerar para aplicaciones de galvanoplastia es un tereftalato de polibutileno. Tiene una densidad muy alta para un material plástico, por lo que los componentes pr derivados con él parecen ser similares a los tradicionales de metal. ¡Esto supera la percepción popular de que los artículos de plástico son inferiores a los de metal! El polipropileno es más propenso a contraerse durante el moldeo que el ABS, y también las molduras grandes tienen una mayor tendencia a deformarse durante el enchapado, aunque una vez galvanizadas satisfactoriamente tienen una mejor resistencia a las fluctuaciones de temperatura ". El óxido de polifenileno enchapado tiene la misma propiedad deseable de resistir variaciones térmicas pero los grados desarrollados especialmente para galvanoplastia son más difíciles de moldear sin una superficie de 'piel de naranja' resultante. La polisulfona está limitada por su costo a aquellas aplicaciones donde una buena resistencia al calor y estabilidad dimensional es esencial. Las medias de nailon reforzadas con minerales tienen una excelente resistencia y tenacidad y por lo tanto, se utilizan más para aplicaciones funcionales que decorativas, ya que no se platean tan fácilmente como los otros plásticos mencionados anteriormente.

Por lo tanto, el ABS sigue siendo el más importante en el campo de los plásticos galvanizados. Se descubrió que los grados originales utilizados para el recubrimiento no podían cumplir con los requisitos más estrictos necesarios para soportar grandes variaciones de temperatura, especialmente si se utiliza para molduras grandes, como rejillas de radiador de automóviles. Por lo tanto, se desarrollaron grados de ABS de alto rendimiento. Estos grados tienen una mayor resistencia intrínseca a las temperaturas extremas y también un menor coeficiente de expansión, reduciendo así la tensión entre el sustrato de plástico y su recubrimiento electrodepositado que inevitablemente resulta de los cambios de temperatura. Las siguientes descripciones de los procedimientos utilizados para preparar plásticos para galvanoplastia se aplicarán específicamente a todos los tipos de ABS. Sin embargo, los principios generales se aplican a otros plásticos, como se discutirá más adelante en este capítulo. El ABS consta de partículas de polibutadieno (caucho de injerto) en una matriz de copolímero de estirenocrilonitrilo. El procedimiento esencial para promover una adhesión satisfactoria es grabar la superficie del ABS de modo que las partículas de caucho de injerto se oxiden y se ataquen preferentemente. Esto se logra por inmersión en soluciones que contienen ácidos crómico y sulfúrico a altas concentraciones con límites de composición determinados por experimentos. La presencia de ácido o-fosfórico también es beneficiosa en algunos casos cuando se requiere una solución de grabado más suave para ciertos grados de ABS. También se afirma que los tensioactivos fluorados del mismo tipo que se agregan a los baños de cromado  son beneficiosos en la solución de grabado de ABS. Sin embargo, no hay duda de que el ingrediente más importante es el Cr (V1) proporcionado por el ácido crómico y este debe reponerse a medida que se reduce al estado trivalente. Además de hacer que el ABS sea hidrófilo, esta mezcla de ácido modifica la superficie para que proporcione adherencia a un revestimiento metálico. Esta adherencia es de un valor bajo (100 g/mm de resistencia al pelado) en comparación con la de la unión de metal a metal, pero adecuada para evitar que se produzcan ampollas debido a los cambios de temperatura, a pesar de las considerables diferencias entre los coeficientes de expansión térmica. de plásticos y metales. El uso de una electrochapa dúctil en lugar de una quebradiza ayuda en esto. La razón por la cual estas mezclas de ácidos en particular tienen esta propiedad de producir adherencia es aún tema de debate. Cuando se observó este efecto por primera vez, se consideró que el enlace químico era el principal responsable, pero las investigaciones posteriores han indicado que la "manipulación" mecánica también es muy importante. Si bien es casi seguro que el apego físico sea asistido por vínculos químicos, existe controversia sobre cuál juega el papel principal, por lo que los artículos de los protagonistas de ambas teorías deben ser consultados para sus argumentos detallados. Si bien, preferiblemente, la superficie del ABS debe estar perfectamente limpia antes de la inmersión en el grabador, esto no es esencial porque estas soluciones oxidantes son capaces de hacer frente a una cantidad razonable de contaminación, que es todo lo que debe estar presente si los componentes del ABS se han colocado correctamente. manipulado después del moldeado. Si, por alguna razón, los plásticos se han ensuciado excesivamente, entonces, antes del grabado, puede ser necesario un tratamiento previo en una solución de limpieza alcalina o en otro tipo similar de grabador ácido. Se ha afirmado 'que la inmersión del ABS en determinados productos químicos orgánicos, ya sea en solución acuosa o como una mezcla totalmente no acuosa de disolventes orgánicos, mejora la adhesión entre la superficie de esos polímeros y el revestimiento metálico. Se dice que este tratamiento previo al ataque con ácido crómico puede incrementar enormemente la adherencia medida por la prueba de resistencia al pelado, obteniéndose valores de hasta 250 g/mm. Las condiciones para la fabricación de los componentes de ABS también tienen un efecto pronunciado sobre el aspecto y la adherencia de los revestimientos galvanizados. Con mayor frecuencia, estos componentes se producen mediante moldeo por inyección, pero las piezas fabricadas mediante extrusión o conformado al vacío también se galvanizan. No siempre es posible planchar con éxito molduras de ABS que se hayan fabricado en condiciones que normalmente se consideran satisfactorias para las molduras pigmentadas. Aún no se sabe con certeza si esto se debe a la formación de tensiones localizadas oa la deformación de las partículas de polibutadieno, pero las condiciones de moldeo deben controlarse de cerca, si se quieren lograr resultados óptimos de galvanoplastia, incluso en el caso de grados de ABS que se sabe que dan buena adherencia al revestimiento galvanizado. El diseño de las matrices de moldeo también es importante. Cuando se ha logrado un estado de superficie adecuado del ABS mediante grabado, la siguiente operación es hacerlo conductor. Si bien se podrían usar los métodos más antiguos de deposición de grafito o plata, no se adaptan fácilmente a las técnicas de producción en masa, por lo que invariablemente se usa un depósito "sin electricidad" para este propósito. Esto puede obtenerse (a) de una solución de níquel autocatalítica, pero adaptada para operar a temperaturas por debajo del punto de ablandamiento de los plásticos, o (b) de una solución de cobre no electrolítico. Las finas películas de níquel o cobre depositadas forman una base adecuada para los siguientes electrodepósitos, aunque a veces se emplean ciertas precauciones como "golpear" (es decir, aplicar una electrochapa muy fina) en un pirofosfato de cobre o un baño de níquel mate. Como se indica en la sección sobre níquel no electrolítico, la deposición ocurrirá solo en ciertos metales catalíticos y, por lo tanto, no puede continuar con los plásticos. Por lo tanto, primero deben "activarse" mediante la adsorción de uno de estos metales catalíticos en su superficie. El paladio es, con mucho, el metal más popular utilizado como catalizador, aunque se han investigado otros metales, incluidos los no preciosos, como el cobre y el níquel. La secuencia del proceso de dos etapas de inmersión en una solución de cloruro estannoso seguida de inmersión en una solución de cloruro de paladio es casi obsoleta. Ahora es común aplicar el paladio de un baño coloidal de una sola etapa que también contiene el estaño. Ha habido algunas diferencias en cuanto a la forma física real del paladio, ya que se afirma que éste no está necesariamente en una forma coloidal verdadera, sino en solución como un complejo químico, o quizás una mezcla de ambos. . Sin embargo, el consenso es que el Pd-Sn está presente como un olloide. Ciertamente, el método de preparación de esta "solución activadora" es más complejo de lo que sería el caso si la mera disolución de sales metálicas en agua fuera dl que se requiriera. Se obtiene un líquido marrón oscuro cuando el cloruro de paladio y el cloruro estannoso se agregan a una solución de ácido clorhídrico fuerte y luego reaccionan en las condiciones correctas para formar un concentrado, que se diluye y se agrega una solución de ácido clorhídrico adicional para formar el baño de activación real. El cloruro estannoso, además del necesario para reducir el paladio al estado metálico en la superficie del plástico, está presente en esta mezcla para estabilizar la solución activadora. Se dice que son beneficiosas pequeñas cantidades de estaño en forma estánnica. En algunos baños de activación de naturaleza menos ácida, la cantidad de ácido clorhídrico se reduce y el ión cloruro proporcionado por la presencia de cloruro de sodio. Varios artículos han revisado las variaciones que son posibles en las soluciones de activación de Pd-Sn y también han proporcionado métodos para evaluar su desempeño comparativo. Se han realizado investigaciones utilizando microscopía electrónica y difracción de electrones que han demostrado que el paladio está presente como partículas discretas diminutas adsorbidas en la superficie del ABS. Estas partículas están protegidas y, por lo tanto, parcialmente inactivadas por el estaño que también está presente en la superficie del plástico. Por lo tanto, este estaño debe eliminarse en un disolvente adecuado conocido como acelerador\beta, típicamente una solución de bifluoruro de amonio. Se ha demostrado que las etapas entre procesos de enjuague en agua limpia son una parte importante de la secuencia. Un enjuague minucioso, pero no excesivo, es esencial, especialmente antes y después de la activación. El uso de una inmersión en ácido clorhídrico inmediatamente después de la inmersión del ABS en la solución activadora, sin un enjuague con agua intermedio, elimina la necesidad de un a celerato. De hecho, el uso de un acelerador puede ser definitivamente dañino, ya que quedará insuficiente paladio en la superficie para iniciar la deposición sin electricidad4. Esta inmersión en ácido clorhídrico también elimina el metal paladio del P.V.C. revestimiento aislante de la rejilla que sostiene las piezas de ABS, de lo contrario, estas también se recubren con electrodepósitos que se acumulan con el uso repetido. Este aspecto del enchapado sobre plásticos ABS, es decir, evitar el enchapado en el aislamiento de la rejilla de plástico, es particularmente importante cuando se lleva a cabo una producción a gran escala, especialmente cuando se automatiza. La mayoría de los baños de cobre no electrolítico son más sensibles que los de níquel no electrolítico y, por lo tanto, se depositan fácilmente en la mayoría de los revestimientos de estantes, lo que requiere el uso de estantes de acero inoxidable sin aislamiento para las etapas de grabado y activación y la posterior transferencia del ABS a los habituales estantes de cobre o latón recubiertos de pvc. inmediatamente antes de los baños de cobre no electrolítico. Por lo tanto, los baños de níquel no electrolítico especialmente desarrollados se prefieren ahora con frecuencia a las soluciones de cobre no electrolítico, aunque ahora se encuentran disponibles versiones estabilizadas de estos. Se dice que los revestimientos de cobre no electrolítico proporcionan una mejor adhesión y resistencia a la corrosión que las capas de níquel no electrolítico. Incluso teniendo en cuenta estas mejoras, debe quedar claro que intrínsecamente la preparación de plásticos para galvanoplastia siempre será más compleja que para un metal, como reconocen los experimentados en el aspecto práctico de este campo. Este dictamen se aplica incluso a la electrodeposición en sí, ya que, como se mencionó anteriormente, es necesaria una capa inferior de una electrochapa dúctil y niveladora antes de la aplicación de los habituales acabados totalmente brillantes. Si los plásticos chapados van a estar expuestos a variaciones considerables de temperatura, este revestimiento dúctil debe tener al menos un cierto espesor mínimo. Debería ser preferiblemente de cobre, ya que esta electrochapa se puede obtener en un estado muy dúctil y poco estresado, incluso cuando está en un estado completamente brillante y nivelado. Los procesos de recubrimiento de cobre brillante basados ​​en la solución de sulfato ácido se utilizan con frecuencia, pero los baños de pirofosfato amónico son adecuados. Puede emplearse una placa de níquel nivelada, semibrillante, pero no confiere a los plásticos enchapados tanta resistencia al efecto de las fluctuaciones de temperatura como lo hace una capa base de cobre. Los depósitos posteriores de níquel brillante o satinado seguidos de cromo o latón son un acabado común. El revestimiento de níquel puede ser comparativamente delgado si los plásticos chapados solo se van a utilizar en una atmósfera seca. Sin embargo, para condiciones húmedas, particularmente exteriores u otros ambientes húmedos, se debe proporcionar una mejor protección contra la corrosión para el cobre subyacente. Puede ser necesaria una placa de níquel dúplex, más posiblemente una capa superior de cromo microdiscontinuo, para evitar una rápida penetración en la electrochapa de cobre inicial. La controversia aún continúa 'en cuanto al espesor y los tipos de recubrimientos de cobre y níquel para sustratos plásticos, en vista de su resistencia intrínseca a la corrosión, pero para condiciones de exposición severas, como en componentes exteriores de automóviles, generalmente se acepta que el cromo microdiscontinuo es esencial. Los sistemas de revestimiento se recomiendan en la Organización Internacional de Normalización , las normas británicas y americanas.

El grabado ácido del ABS es probablemente la etapa más crucial de toda la secuencia. La composición de la solución es muy importante y esto se ha relacionado con las propiedades de adhesión conferidas y con la topografía superficial de los plásticos grabados. A partir de trabajos publicados, es posible formular soluciones capaces de hacer frente a una variedad de condiciones de superficie de molduras hechas de diferentes grados patentados de ABS. Sin embargo, también es vital controlar la temperatura de la solución y el tiempo de inmersión para evitar un grabado insuficiente o excesivo. Se considera que la superficie no está retocada cuando la matriz no está atacada y sobregrabada cuando se ha producido un ataque considerable de la matriz que ha provocado una penetración profunda en la superficie. La situación ideal es aquella en la que la matriz de acrilonitrilo-butadieno es atacada lentamente, mientras que las partículas de polibutadieno se disuelven con bastante rapidez. La disolución de este último deja agujeros en los que se puede "clavar" el metal. Si se despega un recubrimiento bien adherido de un sustrato de ABS, se produce una falla en las capas superficiales del plástico debajo del recubrimiento electrodepositado. Se han presentado varias explicaciones para dar cuenta de la aparición de la capa débil. Puede deberse a los agujeros producidos por el grabado que están situados demasiado por debajo de la superficie para ser rellenados con metal no electrolítico. Alternativamente, se ha sugerido que los plásticos de esta región se debilitan de alguna manera por la solución de grabado. La adhesión, determinada por la prueba de pelado, suele ser mayor si la muestra se almacena a temperatura ambiente durante unos días o se calienta durante 1 hora a temperaturas que se acercan al punto de ablandamiento de los plásticos antes de la prueba. Se ha sugerido que esto se debe a que el agua se difunde desde esta región crítica. El grosor de los plásticos que se adhieren a la lámina metálica decapada es proporcional al grosor del revestimiento electrodepositado. Por lo tanto, las pruebas comparativas deben realizarse con un recubrimiento estándar, generalmente 50 µm de cobre. Después de grabar y enjuagar a fondo, el siguiente paso suele ser la inmersión de los plásticos ABS en una solución de activación de paladio acidificada diluida. Se utilizan con éxito varias temperaturas y concentraciones de solución, pero no se pueden elegir al azar ya que son interdependientes. La interacción de los compuestos estannosos adsorbidos y el "coloide" de paladio da como resultado la deposición de una película delgada (= 20-40A) de paladio metálico sobre la superficie del plástico, incluido el interior de las cavidades microscópicas grabadas. Estos sitios catalíticos luego funcionan durante la inmersión posterior en soluciones de cobre o níquel no electrolítico para inducir la deposición de estos metales en puntos delgados discretos (~ 25-50 A) que luego crecen hasta que se fusionan con los adyacentes y cubren toda la superficie, un proceso que debería tomar 20-60s. Se produce un espesor de película suficiente (“1 pm) en 5-10 minutos de recubrimiento en níquel no electrolítico y 15-30 min en cobre no electrolítico. Ya se han descrito las soluciones utilizadas para la deposición autocatalítica de níquel. Los baños de cobre no electrolítico, es decir, autocatalíticos, son del tipo Fehling, que emplean formaldehído como reductor y normalmente contienen agentes complejantes distintos de las sales de Rochelle. Por ejemplo, el EDTA y las alquilolaminas actúan como aceleradores y los iones 2-mercaptobenzotiazol y cianuro como estabilizadores. La adición de estos u otros compuestos similares ha dado como resultado el desarrollo de baños de cobre que pueden funcionar durante períodos mucho más largos, a veces a temperaturas elevadas, que las soluciones de Fehling no modificadas e inestables y, sin embargo, pueden depositar cobre a velocidades mucho mayores que las anteriores. soluciones.