Elektroplating Plastik

PELAPISAN DIATAS PLASTIK PENGANTAR Saat ini plastik banyak digunakan mulai dari peralatan rumah tangga sampai untuk barang keperluan teknik dan industri juga bangunan. Plastik mempunyai kelebihan dibanding logam, terutama bila produk yang diinginkan ringan, tahan kelembaban dan tahan korosi, dan mempunyai kekuatan dielektrik yang baik. Dewasa ini banyak dijumpai plastik dengan berbagai sifat fisik. Meskipun begitu daya guna plastik agak terhambat karena kekuatannya yang rendah, tidak tahan panas, stabilitas dimensi rendah dan harga yang relatif tinggi. Beruntung plastik mempunyai kombinasi beberapa sifat yang baik. Pelapisan logam pada plastik digunakan bukan untuk menggantikan sifat kelemahan plastik, tetapi kebanyakan hanya untuk artistik, dekoratif dan menambah sifat konduktif plastik. Plastik dapat dibagi tiienjadi dua kelompok yaitu plastik termosetting dan termoplastik. Pada waktu pemberian bentuknya plastik termosetting memerlukan. parias dengan atau tanpa tekanan dan menghasilkan produk yang tetap keras. Bahan termoplastik tidak mengalami perubahan dalam susunan kimia sewaktu dicetak dan tidak akan menjadi keras meskipun ditekan dan dipanaskan. Jenis plastik ini tetap lunak pada suhu tinggi dan baru mengeras apabila didinginkan. Plastik adalah barang atau bahan non konduktor tidak dapat menghantarkan arus listrik, perlakuan untuk pelapisan lain dengan bahan konduktor. Perlakuan meliputi pembuatan permukaan agar menjadi konduktor baru dilakukan proses lapis listrik. Tanpa proses membuat permukaan yang konduktor hampir tidak mungkin untuk melapis listrik plastik. Berbagai macam jenis bahan yang dipakai dan dapat dimetalisasi (proses konduktor) dari bahan sintetis dan bahan alami. Bahan sintetis antara lain : - ABS (akrilonitril Butadiena Stiren). - ABS (diperkuat fiber). - PPO (polyphenylene oksida). - PTFE. - PP (polypropilene). - PVC. - PAE (polyarylether). - Polysulfone. Bahan alami antara lain - gelas - daun - karet - bunga - kulit - lilin - kayu - gips Sampai saat ini terbagi beberapa tekhnik yang digunakan untuk metalisasi plastik.

Macam tehnik metalisasi dan manfaatnya Tehnik metalisasi Manfaat 1. Lapis diatas plastik 2. Perakisasi 3. Bubuk logam 4. Grafit (bubuk dan koloid) 5. Vakum tekanan tinggi (Penguapan sputtering)

- lapis dekorasi dan fungsional dari bahan polimer sintetis ABS, PP, PVC, PPO dan lain-lain. - Elektroforming, elektro typing, cermin, resin epoksi dan polimer sintetis dan manfaat lain. - Barang alami seperti kulit, kayu, plester, sepatu bayi semua untuk tujuan dekorasi. - Lilin atau plastik yang tidak bisa dengan cara lainnya. dan - Pera1atan elektronik, reflektor, isolasi dan press panas.

Plastik dari bahan ABS adalah bahan yang terbanyak digunakan , kemudian diikuti dengan PP. Dibanding ABS, PP mempunyai kelebihan, antara lain: 1. harga murah. 2. sangat cocok untuk perlektan logam. 3. kapasitas dalam finising permukaan. ada juga kelemahannya yaitu: 1. mudah mengkerut, tidak cocok untuk cetakan yang berbentuk kompleks. 2. mudah melepuh. Komponen plastik yang digunakan untuk pelapisan dicetak yang banyak agar menjadi plastik yang dapat dilapis. Berikut adalah faktor yang harus mendapat perhatian. 1. Homogenitas sebaran materi penyusun campuran plastik. 2. Bebas dari cairan. 3. Anealing yang layak dari komponen cetak untuk menjamin plastik bebas dari stress internal. 4. Penggunaan silikon untuk pelepisan barang dari cetakan. Pralakuan (Pre-treatment) 1. Pencucian atau pembersihan (cleaning) Dikerjakan dengan larutan yang mempunyai komposisi sebagai berikut: NaOH 40 g/l Na2 C03 16 g/l Na3PO4 6 g/l Tepol cair 8 ml/l

Waktu pencelupan selama 15 menit, kemudian diikuti celup asam untuk menghilangkan residu alkali. 2. Pralakuan pelarutan (solvent treatment) Tujuannya agar kebutuhan akan pembasahan yang tidak dapat dikerjakan pada tahap pengkondisian dapat dipenuhi, dengan cara pelarutan merubah permukaan plastik menjadi permukaan yang siap untuk dibasah oleh pengkondisi. Pelarut yang dipilih seharusnya tidak yang terlalu bereaksi dengan plastik. Plastik ABS sendiri tidak perlu pelarutan, tetapi plastik yang lain PP, PPO, PAE, PVC perlu untuk mendapat perlakukan semacam itu. Pelarut yang digunakan adalah minyak biji kapuk dan terpentin dan hidro karbon terklorinasi. Walaupun ABS tidak perlu untuk mendapat perlakukan pelarutan tetapi ada bahan yang dapat dimanfaatkan untuk membantu yaitu metanol dan asam nitrat. 3). Pengkondisian (conditioning) Untuk menyediakan permukaan yang kasar segar saling mengunci (interlocking) dimana menjadi situs yang sesuai untuk ikatan kimia dengan logam yang akan dilapiskan. Rumusan untuk pengkondisian antara lain : 1. CrO3 75 g/l H2SO4 250 ml/l 2. K2Cr2O7 90 g/l H2SO4 600 ml/l 3. CrO3 50 g/l H2SO4 100 ml/l HF 100 ml/l Waktu yang diperlukan 1-5 menit, suhu 20-25°C atau sesuai keperluan untuk pembentukan permukaan hidrofilit, pada daerah etsa interlocking dan daerah ikatan kimia.

Gambar 1 Permukaan plastik ABS yang mengalami beberapa perlakuan Pengkondisian yang berlebihan akan merusak permukaan plastik yang mana bagian yang dilapis nantinya akan melepuh. Persiapan untuk permukaan katalitik Perlakuan ini untuk menghindari bahan lapis ikut menempel pada pengait, rak dan dinding tangki serta dimanapun juga karena hal tersebut mengakibatkan penurunan kandungan bahan secara drastis juga memendekkan umur larutan. Dijelaskan metode yang digunakan agar plastik ABS,PP dan plastik yang lain dapat menerima logam katalitik. 1). Pemekaan (senzitising) Agar permukaan plastik menjadi hidrofilik, pemekaan merupakan proses serapan pada permukaan plastik oleh materi yang bisa dioksidasi. Larutan pemeka yang lazim digunakan adalah : 1. HCl 40 ml/l. SnCl2 10 g/l. 2. HCl 50 ml/l. TiCl3 50 g/l. Dioperasikan pada 20-25°C, selama 1-3 menit. Garam stannoklorida akan terserap pada permukaan plastik membentuk selaput Sn dengan ABS yang akan bcrtindak sebagai pereduksi ion-ion oksivator. 2). Pengintian (nucleation) Juga dinamakan aktivasi dimana tahap ini permukaan plastik menjadi lebih katalitik. Larutan pemeka yang telah terserap dioksidasi oleh ionion 1ogam oktivator. Ion-ion aktivator ini direduksi yang kemudian mengendap sebagai logam membentuk inti katalitik pada permukaan plastik. Rumusan penginti yang digunakan adalah : PdCl2(-H2PdCl4) 0,25 g/l. HCl 2,50 ml/l. Suhu 20-40°C, waktu celup 0,5-1 menit. Larutan cenderung tidak stabil karena berkurangnya logam penginti. Larutan dikontrol dengan menyetel kandungan asam klorida bebas sampai ketebalan lapisan yang diperlukan terendapkan. Proses selanjutnya adalah Autokatalitik. Autokatalitik Proses ini memakai larutan tembaga yang berfungsi untuk melapisi plastik supaya bersifat kroduktif, Komposisi larutan yang dipakai: CuSO4 .5H2O 15 g/l. NaHCO3 10 g/l. NaKC4H4O6.2H2O 30 g/l. HCHO 100 ml/l.

dioperasikan pada suhu 15 - 20°C, waktu operasi 5-15 menit perawatan pH dengan menambah NaOH untuk pH = 11,5. Penambahan bahan logam untuk waktu 4 -10 minggu dengan penggunaan yang biasa saja. Selain tembaga, nikel juga dapat digunakan untuk pelapisan yang konduktif. Nikel tidak lebih konduktif dibanding tembaga mengakibatkan nikel harus diendapkan lebih tebal. Nikel lebih stabi1 daripada tembaga, rumusan yang sering digunakan adalah : NiSO4.6H2O 30 g/l. Asam sitrat 100 g/l. NH4Cl 50 g/l. NaH2PO2.H2O 10 g/l. NH4OH pada pH 10,5. Waktu lapis 4-10 menit, endapan mengandung posfor (2-5)% dapat menyebabkan kerapuhan, Apabila tahap lapis listrik sudah sukses maka dilanjutkan dengan lapis listrik. Lapis Listrik (Electroplating) Pada permukaan yang sudah konduktif maka pelapisan dengan logam apapun sudah dapat diterapkan. Lazimnya yang dilakukan lebih dahulu adalah lapis tembaga setebal 15 µm dari larutan asam tembaga kilap agar permukaan bertambah daya rekatnya. Di ikuti pelapisan lain yang mempunyai tujuan untuk dekorasi atau tahan korosi, dengan menggunakan nikel tunggal atau nikel duplex. Hal yang berikut adalah rekomendasi dari ASTM dan ASEP (American Society for Electroplating plastics) untuk ketebalan lapisan logam diatas plastik. Kondisi servis yang disarankan ASTM dan ASKP untuk ketebalan logam diatas plastik Lapisan (µm) (l)mild (2)moderat (3)severe Cu asam kilap Ni semi kilap Ni cemerlang Ni komposit Krom

13 5 0,25

13 -

5-10

0-8 0,25

15-20 13 5-10 2, 5 0,25

(4)Ggt. severe 20 15 5-8 5 0,25

Mekanisme sebenarnya yang pasti logam lekat pada plastik belum jelas dimengerti. Teori terbagi menjadi dua kelompok, mekanik dan ikatan kimia dan juga dalam beberapa kasus bukan satu macam teori saja.