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槽筒是纺织工业中较为重要的零件之一,酚醛塑料槽筒成本较低而被广泛应用。但是在使用过程中因其硬度低,耐磨性差,使用寿命短,造成大量经济损失。因此本文提出采用化学镀镍对酚醛塑料进行表面改性。
论文研究了采用硫酸-双氧水混合溶液酸蚀对酚醛塑料表而性能的影响;然后研究了化学镀液主要组成浓度对化学镀速的影响作用;最后研究镀液pH值和反应温度对镀层表面形貌、组成以及性能的影响,并对其机理进行了分析。
经过0-7min混合溶液的酸蚀处理,在3min时酚醛塑料表面形成磺酸基亲水基团,表面粗糙度随酸蚀时间延长而增大。接触角随酸蚀时间延长呈现出先降低后增大的趋势,在5min时达到最小值,此时塑料表面亲水性最好。随酸蚀时间延长,镀层与塑料之间结合强度出现先增加后降低的趋势,在酸蚀5min时出现最大值为346.41N·cm-2。
镀液主要维成浓度对镀速的影响较大,其中最大镀速的最优镀液配比为:主盐硫酸镍36g/L、还原剂次亚磷酸钠30g/L、复合络合剂乳酸8g/L+丙酸8g/L、缓冲剂无水乙酸钠15g/L和稳定剂硫脲0.5mg/L。
经过化学镀镍改性后,酚醛颦料表面硬度和耐磨性得到有效改善。当镀液pH值在4.4-5.4范围内,随着pH值的增大,镀速不断增大,镀层表面粗糙度加大,镀层中磷含量不断降低,由非晶向晶态转变,硬度不断增加。在磨损过程中,当镀液pH值为4.4时,镀层磨损率小,高含量磷的自润滑性起主要作用,磨损主要表现为粘着磨损;当镀液pH值为5.4时,磷含量最低时,硬度起主要作用,镀层磨损率也很小,磨粒磨损占主导地位;其他时候磷的自润滑作用的降低和镀层硬度的增加作用相互抵消,表现出镀层磨损率较大,耐磨性差。
随着反应温度的升高,镀速不断增犬,镀层表面粗糙度加大,镀层中磷含量不断降低,由非晶向晶态转变,硬度不断增加。磨损率出现先升高后降低的趋势,磷含量和硬度对磨损率的影响同镀液pH值的影响一致。磨损机理由粘着磨损向磨粒磨损转变。