Effect of graphene nanoplatelets addition during electroless plating of ABS on the quantity of PdCl2 usage for copper-nickel-chromium coated ABS

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

ผลของการเติมแกรฟีนนาโนเพลตเลตในระหว่างการชุบแบบไม่นำไฟฟ้าของ ABS ต่อปริมาณการใช้ PdCl2 สำหรับการเคลือบทองแดง นิกเกิล โครเมียม

Author

Wantana Chuakamhod, Faculty of Engineering

Year (A.D.)

2024

Document Type

Thesis

First Advisor

Joongjai Panpranot

Second Advisor

Wasu Chaitree

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Department (if any)

Department of Chemical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2024.1030

Abstract

Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) with chromium coating is widely used in applications requiring high strength, durability, and aesthetic appeal, such as automotive parts, electronics, appliances, sanitary fixtures, and decorative consumer goods. Before electroplating, nickel electroless plating is applied to ABS to create a conductive base, but this process traditionally relies on palladium (Pd), a costly material. This research explores reducing Pd usage by incorporating graphene into the plating bath, enabling a decrease in Pd concentration from the industrial standard of 16-25 ppm to just 6 ppm with the addition of 15 mg/L of graphene. The Ni-coated ABS achieved an electrical conductivity of 6.1 S/cm, while graphene enhanced Pd dispersion, reduced agglomeration, and ensured a uniform nickel coating. SEM analysis revealed an optimal etched surface structure with appropriate porosity and grooves, preventing over-etching or insufficient etching, thereby improving Pd adhesion. The findings demonstrate that graphene increases surface area and Pd uniformity, allowing for significant Pd reduction without compromising plating performance. This study presents a cost-effective and sustainable solution for industrial electroless nickel plating, reducing material costs while maintaining high-quality coatings.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

อะคริโลไนไตรล์บิวทาไดอีนสไตรีน (ABS) ที่มีการเคลือบโครเมียมนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในงานที่ต้องการความแข็งแรง ความทนทาน และความสวยงามสูง เช่น ชิ้นส่วนยานยนต์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้ในบ้าน อุปกรณ์สุขภัณฑ์ และสินค้าอุปโภคบริโภคเพื่อการตกแต่ง ก่อนการชุบด้วยไฟฟ้า จะมีการชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าบน ABS เพื่อสร้างฐานที่มีสภาพนำไฟฟ้า แต่โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการนี้จะใช้แพลเลเดียม (Pd) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีราคาแพง งานวิจัยนี้ศึกษาการลดการใช้ Pd โดยการนำกราฟีนมาใส่ในอ่างชุบ ซึ่งทำให้ความเข้มข้นของ Pd ลดลงจากมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ 16–25 ppm เหลือเพียง 6 ppm ด้วยการเติมกราฟีน 15 มก./ล. ABS ที่เคลือบนิกเกิลนั้นมีค่าการนำไฟฟ้า 6.1 S/cm ในขณะที่กราฟีนช่วยเพิ่มการกระจายตัวของ Pd ลดการจับตัวเป็นก้อน และทำให้มั่นใจได้ว่ามีการเคลือบนิกเกิลที่สม่ำเสมอ การวิเคราะห์ด้วย SEM เผยให้เห็นโครงสร้างพื้นผิวที่ถูกกัดกร่อนอย่างเหมาะสมพร้อมรูพรุนและร่องที่เหมาะสม ซึ่งป้องกันการกัดกร่อนมากเกินไปหรือการกัดกร่อนไม่เพียงพอ จึงช่วยปรับปรุงการยึดเกาะของ Pd ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่ากราฟีนช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสและความสม่ำเสมอของ Pd ช่วยลด Pd ได้อย่างมากโดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการชุบ การศึกษาครั้งนี้เสนอวิธีแก้ปัญหาที่คุ้มต้นทุนและยั่งยืนสำหรับการชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าในอุตสาหกรรม ช่วยลดต้นทุนวัสดุในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพการเคลือบไว้ได้สูง

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

Chuakamhod, Wantana, "Effect of graphene nanoplatelets addition during electroless plating of ABS on the quantity of PdCl2 usage for copper-nickel-chromium coated ABS" (2024). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 73997.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/73997