У сённяшнюю эпоху хуткага тэхналагічнага прагрэсу, кампазіты з вугляродных валокнаў ствараюць сабе імя ў шырокім дыяпазоне палёў з -за іх найвышэйшай працы. Ад прымянення высокага класа ў аэракасмічнай прасторы да штодзённых патрэбаў спартыўных тавараў, кампазіты з вугляродных валокнаў паказалі вялікі патэнцыял. Аднак для падрыхтоўкі высокапрадукцыйных кампазітаў вугляродных валокнаў, ачысткі актывацыівугляродныя валокныз'яўляецца важным крокам.
Малюнак электроннага мікраскопа вугляроднага валакна
Вугляродныя валакна, высокапрадукцыйны матэрыял валокнаў, валодае мноствам пераканаўчых уласцівасцей. Ён у асноўным складаецца з вугляроду і мае выцягнутую ніткавую структуру. З пункту гледжання структуры паверхні паверхня вугляроднага валакна адносна гладкая і мае менш актыўных функцыянальных груп. Гэта звязана з тым, што падчас падрыхтоўкі вугляродных валокнаў высокатэмпературная карбанізацыя і іншыя метады лячэння робяць паверхню вугляродных валокнаў больш інертным станам. Гэта ўласцівасць паверхні прыносіць шэраг праблем для падрыхтоўкі кампазітаў з вугляродных валокнаў.
Гладкая паверхня робіць сувязь паміж вугляродным валокнам і матэрыялам матрыцы слабымі. Пры падрыхтоўцы кампазітаў матрыцы складана ўтварыць моцную сувязь на паверхнівугляроднае валакно, што ўплывае на агульную прадукцыйнасць кампазітнага матэрыялу. Па -другое, адсутнасць актыўных функцыянальных груп абмяжоўвае хімічную рэакцыю паміж вугляроднымі валокнамі і матрычнымі матэрыяламі. Гэта прымушае міжфазную сувязь паміж двума ў асноўным абапірацца на фізічныя эфекты, такія як механічнае ўбудаванне і г.д., што часта недастаткова стабільна і схільная да падзелу пры падвярганні знешніх сіл.
Схематычная схема падмацавання тканіны з вугляродных валокнаў вугляроднымі нанатрубамі
Для вырашэння гэтых праблем неабходна лячэнне актывацыі вугляродных валокнаў. Актываванывугляродныя валокныпаказваюць значныя змены ў некалькіх аспектах.
Лячэнне актывацыі павялічвае шурпатасць паверхні вугляродных валокнаў. Праз хімічнае акісленне, лячэнне ў плазме і іншыя метады, малюсенькія ямы і баразёнкі могуць трапіць у паверхню вугляродных валокнаў, што робіць паверхню грубым. Гэтая грубая паверхня павялічвае плошчу кантакту паміж вугляродным валакном і матэрыялам падкладкі, што паляпшае механічную сувязь паміж імі. Калі матэрыял матрыцы звязаны з вугляродным валокнам, ён лепш укараніць сябе ў гэтыя грубыя структуры, утвараючы больш моцную сувязь.
Лячэнне актывацыі можа ўнесці мноства рэактыўных функцыянальных груп на паверхні вугляроднага валакна. Гэтыя функцыянальныя групы могуць хімічна рэагаваць з адпаведнымі функцыянальнымі групамі ў матрычным матэрыяле, утвараючы хімічныя сувязі. Напрыклад, лячэнне акіслення можа ўводзіць гідраксільныя групы, карбоксільныя групы і іншыя функцыянальныя групы на паверхні вугляродных валокнаў, якія могуць рэагаваць зэпаксідгрупы ў смаленай матрыцы і гэтак далей і ўтвараюць кавалентныя сувязі. Сіла гэтага хімічнага злучэння значна вышэй, чым у фізічнай сувязі, што значна паляпшае трываласць міжфазнай сувязі паміж вугляродным валокнам і матэрыялам матрыцы.
Павярхоўная энергія актываванага вугляроднага валакна таксама значна павялічваецца. Павелічэнне паверхневай энергіі палягчае ўвільгатненне вугляроднага валакна матрычным матэрыялам, што палягчае распаўсюджванне і пранікненне матрычнага матэрыялу на паверхні вугляроднага валакна. У працэсе падрыхтоўкі кампазітаў матрычны матэрыял можа быць больш раўнамерна размеркаваны вакол вугляродных валокнаў, утвараючы больш шчыльную структуру. Гэта не толькі паляпшае механічныя ўласцівасці кампазітнага матэрыялу, але і паляпшае яго іншыя ўласцівасці, такія як каразійная ўстойлівасць і цеплавая ўстойлівасць.
Актываваныя вугляродныя валакна маюць некалькі пераваг для падрыхтоўкі кампазітаў з вугляродных валокнаў.
З пункту гледжання механічных уласцівасцей, міжфазная трываласць паміж актываванайвугляродныя валокныі матрычны матэрыял значна палепшаны, што дазваляе кампазітам лепш пераносіць напружанне пры падвярганні знешніх сіл. Гэта азначае, што механічныя ўласцівасці кампазітаў, такіх як трываласць і модуль, значна паляпшаюцца. Напрыклад, у аэракасмічным полі, якое патрабуе надзвычай высокіх механічных уласцівасцей, дэталі самалётаў, вырабленыя з актываваных кампазітаў з вугляродных валокнаў, могуць супрацьстаяць большай нагрузцы палёту і павысіць бяспеку і надзейнасць самалёта. У галіне спартыўных тавараў, такіх як веласіпедныя рамы, гольф -клубы і г.д., актываваныя кампазіты з вугляродных валокнаў могуць забяспечыць лепшую трываласць і калянасць, адначасова зніжаючы вагу і паляпшаючы вопыт спартсменаў.
З пункту гледжання каразійнай устойлівасці, дзякуючы ўвядзенню рэактыўных функцыянальных груп на паверхні актываваных валакна вугляроду, гэтыя функцыянальныя групы могуць утварыць больш устойлівае хімічнае злучэнне з матрычным матэрыялам, паляпшаючы такім чынам карозійную ўстойлівасць кампазітаў. У некаторых жорсткіх умовах навакольнага асяроддзя, такіх як марское асяроддзе, хімічная прамысловасць і г.д., актываванаяКампазіты з вугляродных валокнаўМожа лепш супрацьстаяць эрозіі агрэсіўных сродкаў масавай інфармацыі і падоўжыць тэрмін службы. Гэта мае вялікае значэнне для нейкага абсталявання і структур, якія выкарыстоўваюцца ў суровых умовах на працягу доўгага часу.
З пункту гледжання цеплавой устойлівасці, добрая міжфазная сувязь паміж актываваным вугляродным валакном і матрычным матэрыялам можа палепшыць цеплавую ўстойлівасць кампазітаў. У асяроддзі высокай тэмпературы кампазіты могуць падтрымліваць лепшыя механічныя ўласцівасці і стабільнасць памераў і менш схільныя дэфармацыі і пашкоджання. Гэта прымушае кампазіты з актываванымі вугляроднымі валакнамі маюць шырокія перспектывы прымянення ў высокатэмпературных прыкладаннях, такіх як дэталі аўтамабільнага рухавіка і авіяцыйны рухавік Hot End.
З пункту гледжання прадукцыйнасці апрацоўкі, актываваныя вугляродныя валокны маюць павышаную актыўнасць паверхні і лепшую сумяшчальнасць з матэрыялам матрыцы. Гэта палягчае матрыцу матэрыялу пранікнуць і вылечыць на паверхні вугляроднага валакна падчас падрыхтоўкі кампазітнага матэрыялу, тым самым павышаючы эфектыўнасць апрацоўкі і якасць прадукцыі. У той жа час павышаецца актыўная кампазіта з актываванымі вугляроднымі валокнамі, што дазваляе ім наладжваць для розных прыкладанняў і адпавядаць розным складаным інжынерным патрабаванням.
Таму, лячэнне актывацыівугляродныя валокныгэта ключавая сувязь у падрыхтоўцы высокапрадукцыйных кампазітаў з вугляродных валокнаў. Дзякуючы лячэнню актывацыі, паверхневая структура вугляроднага валакна можа быць палепшана для павышэння шурпатасці паверхні, увядзення актыўных функцыянальных груп і паляпшэння энергіі паверхні, каб палепшыць міжфазную трываласць злучэння паміж вугляродным валокнам і матэрыялам матрыцы і закласці падмурак Для падрыхтоўкі кампазітаў з вугляродных валокнаў з выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі, каразійнай устойлівасцю, цеплавой устойлівасцю і працаздольнасцю апрацоўкі. З пастаянным прагрэсам навукі і тэхналогій лічыцца, што тэхналогія актывацыі вугляродных валокнаў будзе працягваць інавацыі і развівацца, забяспечваючы больш актыўную падтрымку шырокага прымянення кампазітаў з вугляродных валокнаў.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
М: +86 18683776368 (таксама WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Адрас: № 398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Шанхай
Час паведамлення: верасня-04-2024