PET鍍銀膜采用化學(xué)鍍銀的方法在 PET薄膜上制備出一層厚度為150μm的銀膜，對鍍銀工藝、化學(xué)鍍銀工藝進(jìn)行了研究，并對鍍銀后的薄膜進(jìn)行了測試。研究了鍍銀膜層的厚度、成分、抗靜電性、阻隔性以及耐熱性等性能。結(jié)果表明：采用浸漬法電鍍銀，銀層厚度約為120μm；化學(xué)鍍銀法采用鍍銀液和鍍銀的工藝，在真空環(huán)境中鍍層厚度為150μm，其在400℃下經(jīng)過3h熱處理，銀膜具有較好的耐熱性和抗靜電性；對于 PET鍍銀薄膜，其阻隔性、阻隔率以及力學(xué)性能隨著膜層厚度的增加而提高；當(dāng)鍍層膜層厚度達(dá)到300μm時，銀膜與 PET薄膜間的附著力會顯著降低，銀層與 PET薄膜間的機(jī)械附著力也顯著降低。鍍銀后的薄膜仍具有優(yōu)良的力學(xué)性能，在斷裂伸長率、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度等方面都明顯高于未鍍銀薄膜。因此，采用化學(xué)鍍銀工藝制備的 PET鍍銀膜具有良好的應(yīng)用前景。

PET具有優(yōu)良的機(jī)械性能，耐化學(xué)腐蝕，在許多方面都有著廣泛的用途。但是 PET本身的透光性和熱穩(wěn)定性較差，在光、熱或潮濕條件下極易產(chǎn)生光致變色現(xiàn)象。由于 PET材料本身具有優(yōu)良的機(jī)械性能，人們開始對其進(jìn)行表面改性，在其表面鍍上各種金屬合金、金屬氧化物等材料進(jìn)行加工。

目前應(yīng)用最為廣泛的是鍍銀工藝，一般采用化學(xué)鍍法制備的銀膜，在其表面沉積一層金屬或合金薄膜。鍍銀工藝由于銀層的沉積和鍍覆比較容易實(shí)現(xiàn)自動化操作，生產(chǎn)效率高、成本低。因此，化學(xué)鍍銀法被廣泛應(yīng)用于各種薄膜材料的制備。

一般認(rèn)為，鍍銀后的薄膜具有較好的機(jī)械性能、阻隔性、熱穩(wěn)性等特點(diǎn)。但對于一些特殊領(lǐng)域應(yīng)用時，由于受到成本、加工條件等方面的限制，目前還不能廣泛使用化學(xué)鍍銀法制備鍍銀薄膜。

本文采用化學(xué)鍍銀的方法在 PET薄膜上沉積一層厚度為150μm的銀膜，對鍍銀膜層的厚度、成分、機(jī)械性能等進(jìn)行了測試與分析，為 PET鍍銀薄膜在光學(xué)器件領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。

鍍銀膜的流程

    （1）清洗：用丙酮或氯仿除去薄膜上的灰塵、油污及金屬表面氧化物，在玻璃表面的薄膜用丙酮清洗，用氨水清洗表面的油膜。

    （2）活化是化學(xué)鍍銀的關(guān)鍵步驟。首先將銀漿分散于硫酸中，然后與活性劑混合均勻，再加入少量表面活性劑和添加劑，攪拌均勻后將溶液浸沒于 PET薄膜表面。浸漬時間應(yīng)控制在2~4 min之間，時間過長易使銀漿和 PET薄膜之間形成空隙。浸漬時間過短則不能使銀漿分散在薄膜表面，且膜層容易脫落。

    （3）活化是將浸漬后的 PET薄膜在一定的溫度和壓力下進(jìn)行真空干燥。所采用的真空干燥方法有多種，有常壓干燥和加壓干燥兩種；真空干燥是將浸漬后的薄膜在400~500℃下真空干燥。

    （4）化學(xué)鍍銀：銀漿與催化劑充分混合后將薄膜浸入銀漿中，使溶液中的銀漿吸附于膜上，當(dāng)溫度達(dá)到150℃時（加熱時間約2 min），薄膜表面沉積出一層均勻的銀層。然后將薄膜放在250~300℃保溫1 min，使膜層自然冷卻至室溫。

    （5）鍍銀：在已鍍好的銀膜表面用丙酮或氯仿除去膜層中殘留的丙酮和氯仿，然后用氨水清洗，最后在一定溫度下烘干或自然干燥。化學(xué)鍍銀的適宜溫度為15~30℃，低于15℃會出現(xiàn)銀絲脫落。

鍍銀前處理

    采用浸漬法電鍍銀，鍍液中的主鹽含量為12g/L，還原劑用量為15g/L，絡(luò)合劑用量為30g/L，溫度為80℃。為了增加銀的沉積速度，提高鍍層膜層與基材之間的附著力，提高銀膜的耐腐蝕性，本研究對 PET薄膜進(jìn)行了酸洗處理。試驗(yàn)結(jié)果表明：對于采用浸漬法電鍍銀的工藝方法，銀層厚度約為120μm，銀層與 PET薄膜之間的附著力較差；而對于采用化學(xué)鍍銀的工藝方法，鍍層厚度可達(dá)150μm左右，銀層與 PET薄膜之間的附著力較好。

在采用化學(xué)鍍銀工藝制備 PET鍍銀膜時，銀離子的擴(kuò)散速度受到鍍前處理方法以及鍍液中還原劑濃度等因素的影響。本研究采用浸漬法電鍍銀。將鍍銀后的 PET薄膜轉(zhuǎn)移至載玻片上，加入5g/L鹽酸羥胺（HCl）、20g/L硼酸（BHBA）和15g/L硫酸銅溶液，在室溫下攪拌5 min后取出載玻片并放入沸水中浸泡10 min左右。經(jīng)X射線衍射儀（XRD）檢測和掃描電鏡（SEM）觀察分析發(fā)現(xiàn)：硝酸銀沉淀生成量少，且銀層致密、均勻。

鍍銀工藝流程

    （1）將待鍍銀的 PET薄膜在60~80℃下進(jìn)行預(yù)處理，通過空氣中的氧化還原反應(yīng)將膜層上的金屬元素還原，從而形成一層銀膜。

    （2）將預(yù)處理好的 PET薄膜放在裝有鍍銀液的化學(xué)鍍銀工作臺上，通過真空泵對鍍銀液進(jìn)行抽真空，使其處于一個真空環(huán)境下，在較低溫度下反應(yīng)。

    （3）銀在反應(yīng)過程中會被消耗，當(dāng)膜層厚度達(dá)到150μm時，銀膜與 PET薄膜之間的結(jié)合力不強(qiáng)了。此時將鍍銀工作臺抽至真空后，利用化學(xué)鍍銀機(jī)的電流調(diào)節(jié)裝置將鍍液中的銀離子濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其達(dá)到工藝要求。然后將化學(xué)鍍銀機(jī)的電流調(diào)節(jié)裝置固定下來，將鍍銀工作臺重新抽至真空狀態(tài)下，使其處于一個較高的真空度環(huán)境下進(jìn)行反應(yīng)。

    （4）當(dāng)鍍層厚度達(dá)到100μm時，利用真空泵對化學(xué)鍍銀機(jī)進(jìn)行抽氣處理，將鍍液中的銀離子濃度降低到10μg/ml以下。然后對其進(jìn)行熱處理以達(dá)到鍍銀層與 PET薄膜之間的結(jié)合力。

注意事項(xiàng)

    1、化學(xué)鍍銀為化工原料，嚴(yán)禁使用酒精和丙酮等有機(jī)溶劑擦洗設(shè)備。

    2、操作時避免濺水。

    3、嚴(yán)禁把鍍銀溶液倒入其他溶液中，以免鍍銀溶液變質(zhì)。

    4、如銀液因某種原因需要加入其他物質(zhì)時，應(yīng)事先檢查銀液是否變質(zhì)。

    5、銀液的配制：用純凈水和去離子水各50g/L，將兩者按5:1比例混合，用過濾，后的溶液在常溫下保存半年以上使用。

    6、保持設(shè)備的干燥，對鍍銀板要進(jìn)行烘干。烘干溫度為80℃左右，烘干時間為1-2小時即可。

    7、電鍍前必須檢查設(shè)備的接地情況，無接地應(yīng)先用電阻測試儀測量電阻值，應(yīng)在4歐姆以上（即5-10Ω）；經(jīng)檢查無任何問題方可使用。

    8、鍍銀后的設(shè)備要進(jìn)行真空測試，確定真空度滿足使用要求后方可開機(jī)運(yùn)行；用干燥的壓縮空氣吹掃真空泵入口管道，使管內(nèi)壓力達(dá)到0.07 MPa。

結(jié)語

    1.鍍銀工藝為 PET薄膜的應(yīng)用帶來了巨大的發(fā)展空間，但對銀層的成分、抗靜電性能和阻隔性的影響還需要進(jìn)一步研究。

    2.鍍銀液中含有一定比例的有機(jī)溶劑，其揮發(fā)產(chǎn)生的氣體容易導(dǎo)致鍍銀層中有機(jī)成分溶出，而鍍銀后的薄膜可能會出現(xiàn)變色等現(xiàn)象。因此，應(yīng)控制鍍銀液中有機(jī)溶劑的含量，同時應(yīng)盡量提高鍍銀液中其他成分在 PET薄膜表面的沉積濃度。

    3. PET鍍銀薄膜阻隔性、阻隔率以及力學(xué)性能隨著鍍層厚度的增加而提高。當(dāng)鍍層膜層厚度為150μm時，其阻隔性、阻隔率以及力學(xué)性能更佳；當(dāng)鍍層膜層厚度達(dá)到300μm時，銀膜與 PET薄膜間的附著力明顯降低，銀層與 PET薄膜間的機(jī)械附著力也顯著降低，因此鍍銀后薄膜的力學(xué)性能不再優(yōu)于未鍍銀薄膜。

    4.化學(xué)鍍銀法具有一定局限性：首先是鍍層膜層厚度難以控制，其次是工藝復(fù)雜且成本高。因此，化學(xué)鍍銀技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展。采用電化學(xué)沉積法或溶膠-凝膠法來制備 PET鍍銀膜可以得到厚度均勻、厚度可控、耐熱性較好且性能穩(wěn)定的 PET鍍銀膜，并可廣泛應(yīng)用于電子、光學(xué)以及薄膜材料等領(lǐng)域。