Во денешната ера на брз технолошки напредок, композитите на јаглеродни влакна прават име за себе во широк спектар на полиња заради нивните супериорни перформанси. Од високи апликации во воздушната до дневните потреби на спортски производи, композитите на јаглеродни влакна покажаа голем потенцијал. Како и да е, да се подготват композити со јаглеродни влакна со високи перформанси, третман со активирање најаглеродни влакнае клучен чекор.
Слика на електронски микроскоп на површински јаглеродни влакна
Јаглеродно влакно, материјал со влакна со високи перформанси, има многу привлечни својства. Главно е составена од јаглерод и има издолжена структура на влакната. Од гледна точка на структурата на површината, површината на јаглеродни влакна е релативно мазна и има помалку активни функционални групи. Ова се должи на фактот дека за време на подготовката на јаглеродни влакна, карбонизацијата со висока температура и други третмани ја прават површината на јаглеродните влакна да претставува повеќе инертна состојба. Оваа површинска сопственост носи низа предизвици за подготовка на композити на јаглеродни влакна.
Нежната површина ја прави врската помеѓу јаглеродните влакна и матрицата материјал слаба. Во подготовката на композити, тешко е материјалот за матрикс да формира силна врска на површината најаглеродни влакна, што влијае на целокупната изведба на композитниот материјал. Второ, недостатокот на активни функционални групи ја ограничува хемиската реакција помеѓу јаглеродните влакна и матрицата материјали. Ова го прави интерфацијалното сврзување помеѓу двете главно да се потпираат на физички ефекти, како што е механичко вградување, итн., Што честопати не е доволно стабилно и е склоно кон раздвојување кога е подложено на надворешни сили.
Шематски дијаграм на меѓуслојно засилување на крпа од јаглеродни влакна од јаглеродни наноцевки
За да се решат овие проблеми, третманот со активирање на јаглеродни влакна станува неопходен. Активиранојаглеродни влакнапокажуваат значителни промени во неколку аспекти.
Третманот со активирање ја зголемува грубоста на површината на јаглеродните влакна. Преку хемиска оксидација, третманот со плазма и други методи, ситни јами и жлебови можат да се градат на површината на јаглеродните влакна, со што површината е груба. Оваа груба површина ја зголемува површината на контакт помеѓу јаглеродното влакно и материјалот на подлогата, што ја подобрува механичката врска помеѓу двете. Кога матрицата материјал е врзан со јаглеродните влакна, подобро е да се вметне во овие груби структури, формирајќи посилна врска.
Третманот со активирање може да воведе изобилство на реактивни функционални групи на површината на јаглеродните влакна. Овие функционални групи можат да реагираат хемиски со соодветните функционални групи во матрицата материјал за да формираат хемиски врски. На пример, третманот со оксидација може да воведе хидроксилни групи, карбоксилни групи и други функционални групи на површината на јаглеродните влакна, што може да реагира соепоксидГрупи во матрицата на смола и така натаму за да формираат ковалентни обврзници. Јачината на ова хемиско врзување е многу поголема од онаа на физичкото сврзување, што во голема мерка ја подобрува меѓуфацијалната јачина на сврзување помеѓу јаглеродното влакно и матрицата материјал.
Површинската енергија на активираната јаглеродна влакна исто така значително се зголемува. Зголемувањето на површинската енергија го олеснува јаглеродното влакно да се навлажни од матрицата, со што се олеснува ширењето и навлегувањето на матрицата материјал на површината на јаглеродните влакна. Во процесот на подготовка на композити, матриксот материјал може да биде поедноставно дистрибуиран околу јаглеродните влакна за да формира погуста структура. Ова не само што ги подобрува механичките својства на композитниот материјал, туку ги подобрува и неговите други својства, како што се отпорност на корозија и термичка стабилност.
Активираните јаглеродни влакна имаат повеќе предности за подготовка на композити на јаглеродни влакна.
Во однос на механичките својства, меѓуфацијалната јачина на сврзување помеѓу активиранатајаглеродни влакнаа матрицата материјал е значително подобрен, што им овозможува на композитите подобро да ги пренесат стресовите кога се подложени на надворешни сили. Ова значи дека механичките својства на композитите како што се јачината и модулот се значително подобрени. На пример, во воздушното поле, за кое се потребни екстремно високи механички својства, деловите од авионите направени со активирани композити на јаглеродни влакна се во можност да издржат поголеми оптоварувања на летот и да ја подобрат безбедноста и сигурноста на авионите. Во областа на спортски производи, како што се рамки за велосипеди, голф -клубови, итн., Активираните композити на јаглеродни влакна можат да обезбедат подобра сила и вкочанетост, истовремено намалувајќи ја тежината и подобрување на искуството на спортистите.
Во однос на отпорност на корозија, како резултат на воведување на реактивни функционални групи на површината на активирани јаглеродни влакна, овие функционални групи можат да формираат постабилно хемиско врзување со матрицата, со што се подобрува отпорноста на корозијата на композитите. Во некои сурови услови на животната средина, како што се морската околина, хемиската индустрија, итн., АктивиранитеКомпозити на јаглеродни влакнаМоже подобро да се спротивстави на ерозијата на корозивните медиуми и да го продолжи животниот век на услугата. Ова е од големо значење за некоја опрема и структури што се користат во груби околини долго време.
Во однос на термичката стабилност, доброто интерфацијално сврзување помеѓу активираниот јаглеродно влакно и матрицата може да ја подобри термичката стабилност на композитите. Под висока температурна околина, композитите можат да одржуваат подобри механички својства и димензионална стабилност и се помалку склони кон деформација и оштетување. Ова ги прави активираните композити на јаглеродни влакна да имаат широки изгледи за апликација во апликации со висока температура, како што се делови за автомобилски мотори и топли делови на авијациски мотор.
Во однос на перформансите на обработката, активираните јаглеродни влакна имаат зголемена активност на површината и подобра компатибилност со матрицата материјал. Ова го олеснува матрицата материјал да се инфилтрира и лечи на површината на јаглеродните влакна за време на подготовката на композитниот материјал, со што се подобрува ефикасноста на обработката и квалитетот на производот. Во исто време, исто така е подобрена и дизајнираноста на активираните композити на јаглеродни влакна, овозможувајќи им да бидат прилагодени за различни апликации и да исполнуваат различни сложени инженерски барања.
Затоа, третман со активирање најаглеродни влакнае клучна врска во подготовката на композити со јаглеродни влакна со високи перформанси. Преку третманот со активирање, површинската структура на јаглеродни влакна може да се подобри за да се зголеми грубоста на површината, да се воведат активни функционални групи и да се подобри површинската енергија, со цел да се подобри меѓуфацијалната јачина на сврзување помеѓу јаглеродните влакна и матрицата материјал и да се постави фондацијата За подготовка на композити на јаглеродни влакна со одлични механички својства, отпорност на корозија, термичка стабилност и перформанси на обработка. Со континуиран напредок на науката и технологијата, се верува дека технологијата за активирање на јаглеродни влакна ќе продолжи да иновира и развива, обезбедувајќи посилна поддршка за широката примена на композитите на јаглеродни влакна.
Shanghai Orisen Нова материјална технологија копродукции, Ltd
М: +86 18683776368 (исто така WhatsApp)
Т: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Адреса: Бр.398 Нов зелен пат Ксинбанг Таун Сонџианг област, Шангај
Време на објавување: Сеп-04-2024