Kim loại hoá bề mặt chất dẻo đã mở rộng phạm vi ứng dụng của chất dẻo lên rất nhiều, vì nó đã hội tụ được những ưu điểm của hai loại vật liệu này trong một sản phẩm. Chất dẻo kim loại hoá sẽ có thêm được tính dẫn điện, dẫn nhiệt, có thể hàn kim loại lên được, bề mặt đẹp và cứng hơn. Chất dẻo được bảo vệ và chậm bị lão hoá hơn, thay thế được cho các vật bằng kim loại, hợp kim nhẹ và màu. Chất dẻo kim loại hoá được dùng nhiều trong công nghiệp ôtô, chế tạo thiết bị, công nghệ thông tin, điện tử và trong chế tạo các hàng dân dụng …
Có nhiều phương pháp hoá chất dẻo : cơ học, vật lý, hoá học, điện hoá. Phương pháp cơ học như bọc, dập nóng… Phương pháp vật lý là kim loại được chuyển thành thể lỏng hay thể hơi rồi cho tiếp xúc với bề mặt chất dẻo để tạo thành lớp phủ kim loại trên nó. Có thể thực hiện quá trình này bằng cách bốc bay kim loại trong chân không bám lên chất dẻo hay bằng cách dùng không khí nén phun kim loại lỏng thành bụi nhỏ phủ lên chất dẻo. Phương pháp hoá học dựa vào phản ứng diễn ra trên bề mặt chất dẻo để tạo thành lớp phủ kim loại, và thường được tiến hành trong dung dịch. Ion kim loại trong dung dịch kết tủa được lên mặt chất dẻo là nhờ tác dụng của chất khử. Cách này cho lớp phủ đồng đều.

Phương pháp điện hoá kim loại hoá chất dẻo gồm các bước sau:
1) Gia công bề mặt, gồm có gia công cơ, tẩy dầu mỡ và tẩm thực.
2) Tạo lớp bề mặt có hoạt tính xúc tác, gồm các bước nhạy hoá và hoạt hoá bề mặt.
3) Tạo lớp dẫn điện bằng phương pháp mạ hoá học (mạ đồng hoá học hay kền hoá học).
4) Mạ điện tiếp cho đạt chiều dày cần thiết (mạ đồng, mạ kền, mạ crôm).
2) Những yêu cầu về chất dẻo để mạ hoá học và điện hoá
Chất dẻo để mạ hoá học và điện hoá phải có các tính chất sau: Tẩy mòn được trong axit một cách dễ dàng, đồng thời lại phải bền hoá trong tất cả các dung dịch dùng để chuẩn bị bề mặt và mạ hoá học. Chất dẻo không bị hỏng trong các dung dịch đồng thời không làm hỏng các dung dịch ấy.
Chất dẻo ABS (đồng polyme acrylonitryl, butadien và styrol) hiện được dùng phổ biến nhất để mạ kim loại và nó thoả mãn được các yêu cầu trên đồng thời bản thân nó cũng khá cứng vững, dễ gia công nên tạo phôi rất tốt cho mạ kim loại. Trong ABS, Butadien phân tán rất mịn và đều khắp toàn khối chất dẻo, mặt khác nó lại dễ hoà tan vào các axit vô cơ hơn các thành phần khác của chất dẻo. Cho nên bề mặt chất dẻo sau khi tẩy axit sẽ trở nên xốp, đảm bảo cho lớp kim loại mạ gắn bám cơ học tốt với nền.
Ngoài ra cũng có thể mạ cho chất dẻo polypropylen, polycacbonat, polysunfon, phenolformaldehyt, epoxy cốt thuỷ tinh…

Kết cấu và hình dạng của vật bằng chất dẻo cần có những đặc điểm sau:
- Chiều dày thành chất dẻo phải đồng đều và không nên nhỏ hơn 2,5mm
- Mặt phẳng không nên quá lớn dễ làm nứt lớp mạ, tốt nhất là không lớn hơn 10cm2, nếu cần lớn hơn phải thêm các hình hoa văn, các đường nét trang trí vào.
- Các phần lõm không nên quá sâu và miệng phải tương đối lớn để dễ rửa sạch.
- Không nên có những đường gân quá sít nhau cũng như các khe, rãnh, lỗ lồi lõm quá phức tạp, chiều rộng của chúng nên gấp 3 lần chiều sâu và đáy nên vê tròn.
- Các đỉnh nhọn, các góc vuông thành sắc cạnh dễ làm bong, nứt lớp kim loại, cần phải vê tròn chúng với bán kính cong R = 1,5 – 2mm.
- Không nên chỉ mạ một phần của vật phẩm, vì tại chỗ phân cách lớp kim loại dễ bị bong ra. Bề mặt trước khi mạ không được có khuyết tật, vì sau khi mạ sẽ càng lộ rõ hơn và dễ bị bong tại đó.

Để có sản phẩm chất dẻo được tốt, khuôn đúc nó phải dùng loại thép chất lượng cao, không lỗ xốp, được nấu đúc trong chân không, khuôn phải được đánh bóng thật nhẵn (có độ nhấp nhô không được quá 0,2micromet), sau đó khuôn phải được mạ Crôm.
Sản phẩm nhựa cần mạ kim loại cần phải có chỗ tiếp điện thuận lợi ở mặt sau, chỗ khuất, như các lỗ gờ, rãnh, các tai, mấu… nếu không có phải chứa các đậu rót lại để tiết kiệm, mạ xong mới cắt đi.

Các bước cơ bản khi tiến hành mạ nhựa

1) Gia công bề mặt chất dẻo
Chất lượng gia công bề mặt chất dẻo sẽ quyết định chất lượng lớp mạ, mà trước tiên là độ gắn bám của kim loại với nền chất dẻo. Gia công bề mặt chất dẻo trước khi mạ gồm các bước:
-Gia công cơ học: Nhằm làm nhám bề mặt bằng cách mài, chải, quay xóc khô hoặc ướt, phun cát khô hoặc ướt…
-Tẩy dầu mỡ: nhằm loại bỏ hết màng chất béo bám trên chất dẻo. Tẩy dầu mỡ có thể tiến hành trong dung môi hữu cơ như tricloetylen, axeton, xylen, rượu etylic hay trong dung dịch kiềm loãng có thêm các phụ gia hoạt động bề mặt. Thông thường hay dùng dung dịch gồm NaOH (100-200g/l), các phốt phát (10-30g/l) hoặc cácbonát (10-20g/l) có thêm chất hoạt động bề mặt và chất nhũ hoá. Bề mặt chất dẻo được xem là sạch dầu mỡ khi phun bụi nước lên trên mặt sẽ bám đều từng giọt nhỏ riêng rẽ, hoặc nhúng chất dẻo vào nước cất rồi nhẹ nhàng rút ra từ từ, bề mặt của nó phải ướt đều khắp nơi.
-Tẩm thực: là tẩy chất dẻo trong môi trường axit để các phản ứng hoá học xảy ra trên bề mặt nhằm làm thay đổi cấu trúc và tính chất hoá lý của nó. Tẩm thực xong, trên bề mặt sinh ra các lỗ xốp, các điểm sâu tế vi, có cấu tạo phức tạp, đảm bảo cho kim loại bám chắc lên chất dẻo. Chất dẻo có loại dễ tẩm thực như nhựa ABS, vì chúng không quá bền hoá. Để có bề mặt tẩm thực tốt thường phải tiến hành khâu này theo nhiều bước: xử lý bằng dung môi, bằng axit, bằng kiềm hoặc các chất tẩm thực đặc biệt. Gia công như vậy lớp bề mặt sẽ được xới lên hoặc bào mòn đi. Tuỳ theo từng loại nhựa mà chọn thành phần dung dịch và chế độ tẩm thực cho thích hợp.
-Ngoài yêu cầu làm nhám, tẩm thực còn phải làm cho bề mặt có tính háo nước mạnh nữa. Muốn vậy dung dịch tẩm thực axit cần phải có mặt các chất oxy hoá hoặc các chất khử để làm thay đổi cấu trúc và hoá tính của bề mặt.
Kiểm tra bằng mắt bề mặt sau khi tẩm thực: phải nhẵn, hơi mờ đi, bám nước tốt. Kiểm tra bằng kính hiển vi bề mặt sau khi tẩm thực, phải có hình dạng xốp như bọt biển, phần xốp có độ nhám RZ ~ 1micromet. Sau khi tẩm thực trong dung dịch Cromat, trên bề mặt thường còn sót lại các ion Cr6+, khi hoạt hoá, các ion này sẽ làm hỏng chất xúc tác trên bề mặt. Vì vậy cần phải loại trừ chúng bằng cách trung hoà trong dung dịch NaHSO3 hay Na2S2O3 hoặc HCl qua 1 đến 1,5 phút, ở nhiệt độ phòng.

2) Tạo bề mặt có hoạt tính xúc tác
Sau khi gia công bề mặt chất dẻo, cần phải được nhạy hoá và hoá để tạo tính chất xác tác cho nó, đảm bẩo cho khâu mạ hoá học tiếp theo diễn ra có kết quả.
-Nhạy hoá: là xử lý bề mặt (đã gia công) bằng dung dịch SnCl2 để nâng cao hoạt tính bề mặt cho các khâu tiếp theo. Sau khi nhúng vào dung dịch này, trên mặt chất dẻo sẽ bám đọng muối thiếc clorua, khi rửa nhúng trong nước lạnh muối này sẽ thuỷ phân:
SnCl2 + H2O = Sn(OH)Cl + HCl
Tạo thành hợp chất thiếc khó tan. Chất này tạo thành màng keo rất mỏng, phủ khắp bề mặt làm cho tính khử được tăng cường và phân bố đều khắp trên bề mặt. Chú ý nên rửa 2 lần để muối thuỷ phân hết trên toàn bộ bề mặt, chỉ được rửa nhúng, không nên rửa dưới vòi nước làm trôi mất lớp muối thiếc.

-Hoạt hoá: là xử lý bề mặt (đã nhạy hóa) bằng dung dịch chứa các hợp chất kim loại có hoạt tính xúc tác. Trong bài thí nghiệm này dùng kim loại là Ag. Khi nhúng mẫu đã nhạy hoá vào dung dịch AgCl, sẽ xảy ra phản ứng khử Ag trên bề mặt.
2Ag+ + Sn2+ = 2Ag + 2Sn4+

Ag sinh ra ở dạng rất nhỏ mịn, phân tán tốt, là chất xúc tác cho quá trình khử hoá học đồng tiếp đó.

3) Mạ hoá học tạo lớp dẫn điện
Ví dụ với mạ đồng. Các dung dịch mạ đồng hoá học có chứa muối đồng hoá trị 2, chất tạo phức với đồng, chất khử, chất đệm, chất ổn định và các phụ gia. Muối đồng được dùng là CuSO4, chất khử là formalin. Phản ứng khử xảy ra trên bề mặt xúc tác như sau:
2CHOH + Cu2+ + 4OH- = Cu + H2 + 2HCOO- + 2H2O
Lúc đầu bề mặt có chất xúc tác là Ag, sau đó là Cu. Cu thay Ag xúc tác cho phản ứng trên.
Phản ứng khử đồng bằng formalin chỉ xảy ra trong dung dịch có pH tử 11 trở lên. pH dung dịch càng cao, tốc độ mạ càng nhanh. Dùng NaOH hay Na2CO3 để duy trì pH của dung dịch. Khi ngừng mạ phải hạ pH xuống dưới 11 bằng H2SO4.
Chất tạo phức có thể là tatrat, glyxerin, xitrat, Na etylendiamin, tetraaxetat (Na2EDTA)… Các phức này phải đảm bảo tăng độ hoà tan của muối đồng trong dung dịch kiềm, có khả năng bị khử trên bề mặt xúc tác để hình thành lớp mạ, nhưng không được tự khử trong lòng khối dung dịch
.
Hai phản ứng phụ thường gặp trong mạ đồng hoá học là
- Phản ứng oxy hoá formalin, làm giảm chất khử và pH dung dịch:
2HCOH + NaOH = CH3OH + HCOONa

- Phản ứng khử Cu2+ thành Cu+ và sinh ra kết tủa CuO2:
2Cu2+ + HCOH + 5OH- = Cu2O + HCOOH- + 3H2O

Các phân tử Cu2O này có thể trở thành các trung tâm khử đồng, khi đó đồng kim loại sẽ sinh ra trong toàn khối dung dịch. Để ngăn chặn hiện tượng này làm cho dung dịch ổn định hơn, ngoài việc cho vào dung dịch chất tạo phức, chất ổn định, còn phải khuấy bằng không khí nén để oxy hoá Cu2O, lọc dung dịch liên tục.