Технологияның қарқынды дамуы дәуірінде көміртекті талшықты композиттер өздерінің жоғары өнімділігінің арқасында көптеген салаларда өздерін танымал етуде. Аэроғарыштағы жоғары деңгейлі қолданбалардан спорттық тауарлардың күнделікті қажеттіліктеріне дейін көміртекті талшықты композиттер үлкен әлеуетті көрсетті. Дегенмен, жоғары өнімді көміртекті талшықты композиттерді дайындау үшін белсендіруді өңдеукөміртекті талшықтаршешуші қадам болып табылады.
Көміртекті талшықты беттік электронды микроскоптың суреті
Көміртекті талшық, жоғары өнімді талшық материалы көптеген тартымды қасиеттерге ие. Ол негізінен көміртектен тұрады және ұзартылған жіп тәрізді құрылымы бар. Беттік құрылым тұрғысынан көміртекті талшықтың беті салыстырмалы түрде тегіс және белсенді функционалды топтары аз. Бұл көміртекті талшықтарды дайындау кезінде, жоғары температурада карбонизациялау және басқа өңдеулер көміртекті талшықтардың бетін инертті күйге келтіретініне байланысты. Бұл беттік қасиет көміртекті талшықты композиттерді дайындауда бірқатар қиындықтарды тудырады.
Тегіс беті көміртекті талшық пен матрицалық материал арасындағы байланысты әлсіз етеді. Композиттерді дайындау кезінде матрицалық материалдың бетінде берік байланыс түзуі қиын.көміртекті талшық, бұл композициялық материалдың жалпы өнімділігіне әсер етеді. Екіншіден, белсенді функционалды топтардың болмауы көміртекті талшықтар мен матрицалық материалдар арасындағы химиялық реакцияны шектейді. Бұл екеуінің арасындағы фазааралық байланыс негізінен физикалық әсерлерге сүйенеді, мысалы, механикалық кірістіру және т.б., олар көбінесе жеткілікті тұрақты емес және сыртқы күштерге ұшыраған кезде бөлінуге бейім.
Көміртекті нанотүтіктер арқылы көміртекті талшықты матаны қабат аралық күшейтудің схемалық диаграммасы
Бұл мәселелерді шешу үшін көміртекті талшықтарды белсендірумен өңдеу қажет болады. Іске қосылдыкөміртекті талшықтарбірнеше аспектілерде елеулі өзгерістерді көрсетеді.
Активтендіру өңдеу көміртекті талшықтардың бетінің кедір-бұдырлығын арттырады. Химиялық тотығу, плазмалық өңдеу және басқа әдістер арқылы көміртекті талшықтардың бетіне ұсақ шұңқырлар мен ойықтарды басып шығаруға болады, бұл бетті кедір-бұдыр етеді. Бұл өрескел бет көміртекті талшық пен субстрат материалы арасындағы жанасу аймағын арттырады, бұл екеуінің арасындағы механикалық байланысты жақсартады. Матрицалық материал көміртекті талшықпен байланыстырылған кезде, ол күшті байланыс түзе отырып, осы өрескел құрылымдарға жақсырақ енеді.
Активтендіру өңдеуі көміртекті талшықтың бетіне көптеген реактивті функционалдық топтарды енгізуі мүмкін. Бұл функционалдық топтар матрицалық материалдағы сәйкес функционалдық топтармен химиялық әрекеттесіп, химиялық байланыс түзе алады. Мысалы, тотығу өңдеу көміртек талшықтарының бетіне гидроксил топтарын, карбоксил топтарын және басқа да функционалдық топтарды енгізе алады, оларэпоксидтіковаленттік байланыстар түзу үшін шайыр матрицасындағы топтар және т.б. Бұл химиялық байланыстың беріктігі физикалық байланысқа қарағанда әлдеқайда жоғары, бұл көміртекті талшық пен матрицалық материал арасындағы фазааралық байланыс беріктігін айтарлықтай жақсартады.
Белсендірілген көміртекті талшықтың беттік энергиясы да айтарлықтай артады. Беттік энергияның артуы көміртекті талшықтың матрицалық материалмен сулануын жеңілдетеді, осылайша көміртекті талшықтың бетіне матрицалық материалдың таралуын және енуін жеңілдетеді. Композиттерді дайындау процесінде матрицалық материал неғұрлым тығыз құрылымды қалыптастыру үшін көміртекті талшықтардың айналасында біркелкі таралуы мүмкін. Бұл композициялық материалдың механикалық қасиеттерін жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар оның коррозияға төзімділігі мен термиялық тұрақтылығы сияқты басқа да қасиеттерін жақсартады.
Белсендірілген көміртекті талшықтардың көміртекті талшық композиттерін дайындау үшін көптеген артықшылықтары бар.
Механикалық қасиеттері бойынша, белсендірілген арасындағы фазааралық байланыс күшікөміртекті талшықтаржәне матрицалық материал айтарлықтай жетілдірілді, бұл композиттерге сыртқы күштерге ұшыраған кезде кернеулерді жақсы тасымалдауға мүмкіндік береді. Бұл композиттердің беріктігі мен модулі сияқты механикалық қасиеттерінің айтарлықтай жақсарғанын білдіреді. Мысалы, өте жоғары механикалық қасиеттерді қажет ететін аэроғарыш саласында белсендірілген көміртекті талшықты композиттерден жасалған ұшақ бөлшектері үлкен ұшу жүктемелеріне төтеп бере алады және ұшақтың қауіпсіздігі мен сенімділігін арттырады. Велосипед жақтаулары, гольф клубтары және т.б. сияқты спорттық тауарлар саласында белсендірілген көміртекті талшықты композиттер салмақты азайтып, спортшылардың тәжірибесін жақсарта отырып, жақсырақ беріктік пен қаттылықты қамтамасыз ете алады.
Коррозияға төзімділік тұрғысынан активтендірілген көмір талшықтарының бетіне реактивті функционалдық топтардың енгізілуіне байланысты бұл функционалды топтар матрицалық материалмен неғұрлым тұрақты химиялық байланыс құра алады, осылайша композиттердің коррозияға төзімділігін арттырады. Кейбір қатал экологиялық жағдайларда, мысалы, теңіз ортасы, химия өнеркәсібі және т.б., белсендірілгенкөміртекті талшықты композиттеркоррозиялық орталардың эрозиясына жақсы қарсы тұра алады және қызмет ету мерзімін ұзартады. Бұл ұзақ уақыт бойы қатал ортада қолданылатын кейбір жабдықтар мен құрылымдар үшін үлкен маңызға ие.
Термиялық тұрақтылық тұрғысынан белсендірілген көмір талшығы мен матрицалық материал арасындағы жақсы фазааралық байланыс композиттердің термиялық тұрақтылығын жақсарта алады. Жоғары температура жағдайында композиттер жақсы механикалық қасиеттерді және өлшемдік тұрақтылықты сақтай алады және деформация мен зақымдануға бейім емес. Бұл белсендірілген көміртекті талшықты композиттерді автомобиль қозғалтқышының бөлшектері және авиациялық қозғалтқыштың ыстық соңғы бөліктері сияқты жоғары температуралық қолданбаларда кең қолдану перспективаларына ие етеді.
Өңдеу өнімділігі тұрғысынан белсендірілген көмір талшықтары бетінің белсенділігін арттырды және матрицалық материалмен жақсырақ үйлесімділікке ие болды. Бұл композициялық материалды дайындау кезінде матрицалық материалдың инфильтрациясын және көміртекті талшықтың бетіне қатаюын жеңілдетеді, осылайша өңдеу тиімділігі мен өнім сапасын арттырады. Сонымен қатар, белсендірілген көміртекті талшықты композиттердің дизайнға қабілеттілігі де жетілдірілген, бұл оларды әртүрлі қолданбалар үшін теңшеуге және әртүрлі күрделі инженерлік талаптарды қанағаттандыруға мүмкіндік береді.
Сондықтан белсендіруді емдеукөміртекті талшықтаржоғары өнімді көміртекті талшықты композиттерді дайындаудың негізгі буыны болып табылады. Активтендірілген өңдеу арқылы көміртекті талшықтың бетінің құрылымын бетінің кедір-бұдырлығын арттыру, белсенді функционалды топтарды енгізу және беттік энергияны жақсарту, көміртекті талшық пен матрицалық материал арасындағы фазааралық байланыс күшін жақсарту және негіз қалау үшін жақсартуға болады. тамаша механикалық қасиеттері, коррозияға төзімділігі, термиялық тұрақтылығы және өңдеу өнімділігі бар көміртекті талшықты композиттерді дайындау үшін. Ғылым мен технологияның үздіксіз прогресімен көміртекті талшықты белсендіру технологиясы көміртекті талшық композиттерін кеңінен қолдану үшін күшті қолдау көрсете отырып, инновациялар мен дамиды деп саналады.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
М: +86 18683776368(whatsapp)
Т:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Мекен-жайы: NO.398 Жаңа жасыл жол Xinbang Town Songjiang ауданы, Шанхай
Жіберу уақыты: 04 қыркүйек 2024 ж