V dnešní éře rychlého technologického pokroku si kompozity z uhlíkových vláken vytvářejí jméno v široké škále polí kvůli jejich vynikajícímu výkonu. Od špičkových aplikací v letectví po denní potřeby sportovního zboží, kompozity z uhlíkových vláken vykázaly velký potenciál. Avšak pro přípravu vysoce výkonných kompozitů z uhlíkových vláken, aktivaceUhlíková vláknaje klíčový krok.
Obrázek elektronového mikroskopu povrchu z uhlíkových vláken
Uhlíkové vlákno, vysoce výkonný materiál vlákna, má mnoho přesvědčivých vlastností. Je složen hlavně z uhlíku a má protáhlé vláknité struktury. Z pohledu povrchové struktury je povrch uhlíkového vlákna relativně hladký a má méně aktivních funkčních skupin. Důvodem je skutečnost, že při přípravě uhlíkových vláken, vysokoteplotní karbonizace a dalších ošetření způsobují, že povrch uhlíkových vláken představuje více inertního stavu. Tato povrchová vlastnost přináší řadu výzev přípravě kompozitů z uhlíkových vláken.
Hladký povrch je vazba mezi uhlíkovým vláknem a materiálem matrice slabými. Při přípravě kompozitů je pro maticový materiál obtížné tvořit silnou vazbu na povrchuUhlíkové vlákno, což ovlivňuje celkový výkon kompozitního materiálu. Za druhé, nedostatek aktivních funkčních skupin omezuje chemickou reakci mezi uhlíkovými vlákny a materiály matrice. To způsobuje, že mezifázové spojení mezi těmito dvěma spoléhá hlavně na fyzické účinky, jako je mechanické vložení atd., Které často nejsou dostatečně stabilní a je náchylné k oddělení, když je podrobeno vnějším silám.
Schematický diagram vyztužení uhlíkových vláken uhlíkovými nanotrubicemi
Za účelem vyřešení těchto problémů je nezbytná aktivační léčba uhlíkových vláken. AktivovánoUhlíková vláknaukazují významné změny v několika aspektech.
Aktivační ošetření zvyšuje drsnost povrchu uhlíkových vláken. Prostřednictvím chemické oxidace, ošetření v plazmě a jiných metodách lze do povrchu uhlíkových vláken leptat drobné jámy a drážky, čímž se povrch drsný. Tento hrubý povrch zvyšuje kontaktní plochu mezi uhlíkovým vláknem a materiálem substrátu, což zlepšuje mechanickou vazbu mezi nimi. Když je materiál matrice spojen s uhlíkovým vláknem, je lépe schopen se vložit do těchto drsných struktur a vytváří silnější vazbu.
Aktivační ošetření může zavést hojnost reaktivních funkčních skupin na povrchu uhlíkového vlákna. Tyto funkční skupiny mohou chemicky reagovat s odpovídajícími funkčními skupinami v materiálu matrice za vzniku chemických vazeb. Například oxidační ošetření může na povrchu uhlíkových vláken zavést hydroxylové skupiny, karboxylové skupiny a další funkční skupiny, které mohou reagovat sepoxidSkupiny v pryskyřičné matrici a tak dále za vzniku kovalentních vazb. Síla tohoto chemického vazby je mnohem vyšší než síla fyzického vazby, která výrazně zlepšuje sílu vazby mezifátu mezi uhlíkovým vláknem a materiálem matrice.
Povrchová energie aktivovaného uhlíkového vlákna se také výrazně zvyšuje. Zvýšení povrchové energie usnadňuje zvlhčení uhlíkového vlákna materiálem matrice, čímž usnadňuje šíření a pronikání materiálu matrice na povrchu uhlíkového vlákna. V procesu přípravy kompozitů může být maticový materiál rovnoměrněji distribuován kolem uhlíkových vláken za vzniku hustší struktury. To nejen zlepšuje mechanické vlastnosti kompozitního materiálu, ale také zlepšuje jeho další vlastnosti, jako je odolnost proti korozi a tepelná stabilita.
Aktivovaná uhlíková vlákna mají pro přípravu kompozitů z uhlíkových vláken více výhod.
Pokud jde o mechanické vlastnosti, síla spojovací síly mezi aktivovanouUhlíková vláknaA materiál matice je výrazně vylepšen, což umožňuje kompozitům lépe přenášet napětí, když jsou podrobeny vnějším silám. To znamená, že mechanické vlastnosti kompozitů, jako je síla a modul, se výrazně zlepšují. Například v leteckém poli, které vyžaduje extrémně vysoké mechanické vlastnosti, jsou díly letadel vyrobených z aktivovaných kompozitů z uhlíkových vláken schopny odolat většímu letu a zlepšit bezpečnost a spolehlivost letadla. V oblasti sportovního zboží, jako jsou rámečky na kole, golfové kluby atd., Mohou aktivované kompozity z uhlíkových vláken poskytnout lepší sílu a tuhost a zároveň snižovat hmotnost a zlepšit zážitek sportovců.
Pokud jde o odolnost proti korozi, v důsledku zavedení reaktivních funkčních skupin na povrchu aktivovaných uhlíkových vláken mohou tyto funkční skupiny tvořit stabilnější chemickou vazbu s materiálem matrice, čímž se zlepšuje odolnost proti korozi kompozitů. V některých tvrdých podmínkách prostředí, jako je mořské prostředí, chemický průmysl atd., AktivovanéKompozity z uhlíkových vlákenmůže lépe odolat erozi korozivních médií a prodloužit životnost. To má velký význam pro některá zařízení a struktury, které se používají v drsném prostředí po dlouhou dobu.
Pokud jde o tepelnou stabilitu, dobré spojení mezi aktivovaným materiálem z uhlíku a matrice může zlepšit tepelnou stabilitu kompozitů. V prostředí vysokoteplotního prostředí mohou kompozity udržovat lepší mechanické vlastnosti a rozměrovou stabilitu a jsou méně náchylné k deformaci a poškození. Díky tomu mají aktivované kompozity z uhlíkových vláken široké vyhlídky na aplikaci ve vysokoteplotních aplikacích, jako jsou díly automobilového motoru a horké koncové části leteckého motoru.
Pokud jde o výkon zpracování, aktivovaná uhlíková vlákna zvýšila povrchovou aktivitu a lepší kompatibilitu s materiálem matrice. To usnadňuje maticovému materiálu infiltrovat a léčit na povrchu uhlíkového vlákna během přípravy kompozitního materiálu, čímž se zlepšuje účinnost zpracování a kvalitu produktu. Současně je také zvýšena označení aktivovaných kompozitů z uhlíkových vláken, což jim umožňuje přizpůsobit se pro různé aplikace a splňovat různé komplexní inženýrské požadavky.
Proto aktivační léčbaUhlíková vláknaje klíčovým spojením při přípravě vysoce výkonných kompozitů z uhlíkových vláken. Prostřednictvím aktivační ošetření může být povrchová struktura uhlíkového vlákna vylepšena, aby se zvýšila drsnost povrchu, zavedla aktivní funkční skupiny a zlepšila povrchovou energii, aby se zlepšila síla spojovacích látek mezi materiálem z uhlíku a matrice a položila základ pro přípravu kompozitů z uhlíkových vláken s korozi, korozi, korozi, korozi, korozi, korozi, korozi, odolnost proti korozi. S neustálým vývojem vědy a technologie se předpokládá, že technologie aktivace uhlíkových vláken bude i nadále inovovat a vyvíjet se a poskytuje silnější podporu pro širokou aplikaci kompozitů z uhlíkových vláken.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (také WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: č. 398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Šanghaj
Čas příspěvku: září-04-2024