In die hedendaagse era van vinnige tegnologiese vooruitgang, maak koolstofveselkomposiete 'n naam vir hulself in 'n wye verskeidenheid velde vanweë hul voortreflike prestasie. Van hoë-end-toepassings in lugvaart tot die daaglikse behoeftes van sportgoedere, het koolstofveselkomposiete groot potensiaal getoon. Om egter hoëprestasie-koolstofveselkomposiete voor te berei, is aktiveringsbehandeling vankoolstofveselsis 'n belangrike stap.
Koolstofveseloppervlak elektronmikroskoopfoto
Koolstofvesel, 'n veselmateriaal met 'n hoë werkverrigting, het baie dwingende eienskappe. Dit bestaan hoofsaaklik uit koolstof en het 'n langwerpige filamentêre struktuur. Vanuit die oogpunt van die oppervlakstruktuur is die oppervlak van koolstofvesel relatief glad en het hulle minder aktiewe funksionele groepe. Dit is te wyte aan die feit dat tydens die bereiding van koolstofvesels, koolzuurkarbonisasie met 'n hoë temperatuur en ander behandelings die oppervlak van koolstofvesels 'n meer inerte toestand maak. Hierdie oppervlakteiendom bring 'n reeks uitdagings vir die voorbereiding van koolstofveselkomposiete.
Die gladde oppervlak maak die binding tussen koolstofvesel en matriksmateriaal swak. By die voorbereiding van komposiete is dit moeilik vir die matriksmateriaal om 'n sterk binding op die oppervlak van diekoolstofvesel, wat die algehele werkverrigting van die saamgestelde materiaal beïnvloed. Tweedens beperk die gebrek aan aktiewe funksionele groepe die chemiese reaksie tussen koolstofvesels en matriksmateriaal. Dit maak die koppelvlakbinding tussen die twee hoofsaaklik staatmaak op fisiese effekte, soos meganiese inbedding, ens., Wat dikwels nie stabiel genoeg is nie en geneig is tot skeiding wanneer dit aan eksterne kragte onderwerp word.
Skematiese diagram van tussenlaagversterking van koolstofveseldoek deur koolstof nanobuise
Om hierdie probleme op te los, word aktiveringsbehandeling van koolstofvesels nodig. Geaktiveerkoolstofveselstoon beduidende veranderinge in verskillende aspekte.
Aktiveringsbehandeling verhoog die oppervlakruwheid van koolstofvesels. Deur middel van chemiese oksidasie, plasmabehandeling en ander metodes, kan klein kuile en groewe in die oppervlak van koolstofvesels geëtste word, wat die oppervlak grof maak. Hierdie ruwe oppervlak verhoog die kontakarea tussen die koolstofvesel en die substraatmateriaal, wat die meganiese binding tussen die twee verbeter. As die matriksmateriaal aan die koolstofvesel gebind is, is dit beter in staat om homself in hierdie ruwe strukture in te sluit en 'n sterker binding te vorm.
Die aktiveringsbehandeling kan 'n oorvloed reaktiewe funksionele groepe op die oppervlak van die koolstofvesel bekendstel. Hierdie funksionele groepe kan chemies reageer met die ooreenstemmende funksionele groepe in die matriksmateriaal om chemiese bindings te vorm. Byvoorbeeld, oksidasiebehandeling kan hidroksielgroepe, karboksielgroepe en ander funksionele groepe op die oppervlak van koolstofvesels bekendstel, wat met dieepoksiegroepe in die harsmatriks ensovoorts om kovalente bindings te vorm. Die sterkte van hierdie chemiese binding is baie hoër as dié van fisiese binding, wat die interfaciale bindingssterkte tussen die koolstofvesel en die matriksmateriaal aansienlik verbeter.
Die oppervlakenergie van die geaktiveerde koolstofvesel neem ook aansienlik toe. Die toename in oppervlakenergie maak dit makliker vir die koolstofvesel wat deur die matriksmateriaal benat word, en sodoende die verspreiding en penetrasie van die matriksmateriaal op die oppervlak van die koolstofvesel vergemaklik. In die proses om komposiete voor te berei, kan die matriksmateriaal meer eweredig rondom die koolstofvesels versprei word om 'n meer digte struktuur te vorm. Dit verbeter nie net die meganiese eienskappe van die saamgestelde materiaal nie, maar verbeter ook die ander eienskappe, soos korrosiebestandheid en termiese stabiliteit.
Geaktiveerde koolstofvesels het veelvuldige voordele vir die bereiding van koolstofveselkomposiete.
Wat meganiese eienskappe betref, is die koppelvlakbindingsterkte tussen die geaktiveerdekoolstofveselsEn die matriksmateriaal word baie verbeter, wat die komposiete in staat stel om spanning beter oor te dra as dit aan eksterne kragte onderwerp word. Dit beteken dat die meganiese eienskappe van komposiete soos sterkte en modulus aansienlik verbeter word. Byvoorbeeld, in die lugvaartveld, wat buitengewoon hoë meganiese eienskappe benodig, kan vliegtuigonderdele met geaktiveerde koolstofveselkomposiete groter vlugbelasting weerstaan en die veiligheid en betroubaarheid van die vliegtuig verbeter. Op die gebied van sportgoedere, soos fietsrame, gholfklubs, ens., Kan geaktiveerde koolstofveselkomposiete beter krag en styfheid bied, terwyl die gewig verminder word en die atlete se ervaring verbeter.
Wat die weerstand teen korrosie betref, as gevolg van die bekendstelling van reaktiewe funksionele groepe op die oppervlak van geaktiveerde koolstofvesels, kan hierdie funksionele groepe meer stabiele chemiese binding met die matriksmateriaal vorm en sodoende die korrosie -weerstand van die komposiete verbeter. In sommige moeilike omgewingstoestande, soos die mariene omgewing, chemiese industrie, ens., Die geaktiveerdeKoolstofveselkomposietekan die erosie van korrosiewe media beter weerstaan en die lewensduur verleng. Dit is van groot belang vir sommige toerusting en strukture wat vir 'n lang tyd in harde omgewings gebruik word.
Wat termiese stabiliteit betref, kan goeie koppelvlakbinding tussen geaktiveerde koolstofvesel en matriksmateriaal die termiese stabiliteit van komposiete verbeter. Onder die hoë temperatuuromgewing kan die komposiete beter meganiese eienskappe en dimensionele stabiliteit handhaaf, en is dit minder geneig tot vervorming en skade. Dit maak dat die geaktiveerde koolstofveselkomposiete breë toepassingsvooruitsigte het in toepassings met 'n hoë temperatuur, soos motor-enjinonderdele en lugvaartmotor-onderdele.
Wat die verwerkingsprestasie betref, het die geaktiveerde koolstofvesels die oppervlakaktiwiteit verhoog en beter verenigbaarheid met die matriksmateriaal. Dit maak dit makliker vir die matriksmateriaal om tydens die bereiding van die saamgestelde materiaal op die oppervlak van die koolstofvesel te infiltreer en te genees, en sodoende die verwerkingsdoeltreffendheid en die kwaliteit van die produk te verbeter. Terselfdertyd word die ontwerpbaarheid van die geaktiveerde koolstofveselkomposiete ook verbeter, waardeur hulle aangepas kan word vir verskillende toepassings en om aan 'n verskeidenheid ingewikkelde ingenieursvereistes te voldoen.
Daarom is aktiveringsbehandeling vankoolstofveselsis 'n belangrike skakel in die voorbereiding van hoëprestasie-koolstofveselkomposiete. Deur die aktiveringsbehandeling kan die oppervlakstruktuur van koolstofvesel verbeter word om die oppervlakruwheid te verhoog, aktiewe funksionele groepe in te stel en die oppervlakenergie te verbeter, om die grensverbindingsterkte tussen koolstofvesel en matriksmateriaal te verbeter, en die basis te lê vir die voorbereiding van koolstofveselkomposiete met uitstekende meganiese eienskappe, korrosie -weerstand, termiese stabiliteit en prosesseringsprestasie. Met die voortdurende vordering van wetenskap en tegnologie word geglo dat koolstofveselaktiveringstegnologie sal voortgaan om te innoveer en te ontwikkel, wat sterker ondersteuning bied vir die wye toepassing van koolstofveselkomposiete.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (ook WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: No.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Sjanghai
Postyd: Sep-04-2024