PAGE_BANNER

nieuws

Waarom koolstofvezels activeren om composieten van koolstofvezel te bereiden?

In het huidige tijdperk van snelle technologische vooruitgang, maken koolstofvezelcomposieten een naam voor zichzelf in een breed scala van velden vanwege hun superieure prestaties. Van hoogwaardige toepassingen in ruimtevaart tot de dagelijkse behoeften van sportartikelen, composieten van koolstofvezel hebben een groot potentieel aangetoond. Om krachtige koolstofvezelcomposieten voor te bereiden, activeringsbehandeling vankoolstofvezelsis een cruciale stap.

Koolstofvezeloppervlak elektronenmicroscoopbeeld

 Koolstofvezeloppervlak elektronenmicroscoopbeeld

Koolstofvezel, een krachtig vezelmateriaal, heeft veel dwingende eigenschappen. Het is voornamelijk samengesteld uit koolstof en heeft een langwerpige filamentaire structuur. Vanuit het oogpunt van de oppervlaktestructuur is het oppervlak van koolstofvezel relatief glad en heeft minder actieve functionele groepen. Dit is te wijten aan het feit dat tijdens het bereiden van koolstofvezels carbonisatie op hoge temperatuur en andere behandelingen het oppervlak van koolstofvezels een meer inerte toestand vertoont. Deze oppervlakte -eigenschap brengt een reeks uitdagingen met zich mee voor het bereiden van composieten van koolstofvezel.

Het gladde oppervlak maakt de binding tussen koolstofvezel en matrixmateriaal zwak. Bij de bereiding van composieten is het moeilijk voor het matrixmateriaal om een ​​sterke binding te vormen op het oppervlak van dekoolstofvezel, die de algehele prestaties van het composietmateriaal beïnvloedt. Ten tweede beperkt het ontbreken van actieve functionele groepen de chemische reactie tussen koolstofvezels en matrixmaterialen. Dit maakt de grensvlakbinding tussen de twee voornamelijk afhankelijk van fysieke effecten, zoals mechanische inbedding, enz., Die vaak niet stabiel genoeg is en vatbaar is voor scheiding wanneer ze worden onderworpen aan externe krachten.

koolstofnanobuisjes

Schematisch diagram van tussenlaagversterking van koolstofvezelstoffen door koolstofnanobuisjes

Om deze problemen op te lossen, wordt activeringsbehandeling van koolstofvezels noodzakelijk. GeactiveerdkoolstofvezelsToon belangrijke veranderingen in verschillende aspecten.

Activeringsbehandeling verhoogt de oppervlakteruwheid van koolstofvezels. Door chemische oxidatie, plasmabehandeling en andere methoden kunnen kleine putten en groeven worden geëtst in het oppervlak van koolstofvezels, waardoor het oppervlak ruw wordt. Dit ruwe oppervlak verhoogt het contactoppervlak tussen de koolstofvezel en het substraatmateriaal, dat de mechanische binding tussen de twee verbetert. Wanneer het matrixmateriaal aan de koolstofvezel wordt gebonden, is het beter in staat zich in deze ruwe structuren in te bedden, waardoor een sterkere binding wordt gevormd.

De activeringsbehandeling kan een overvloed aan reactieve functionele groepen op het oppervlak van de koolstofvezel introduceren. Deze functionele groepen kunnen chemisch reageren met de overeenkomstige functionele groepen in het matrixmateriaal om chemische bindingen te vormen. Oxidatiebehandeling kan bijvoorbeeld hydroxylgroepen, carboxylgroepen en andere functionele groepen op het oppervlak van koolstofvezels introduceren, die kunnen reageren met deepoxyGroepen in de harsmatrix enzovoort om covalente bindingen te vormen. De sterkte van deze chemische binding is veel hoger dan die van fysische binding, wat de grensvlakverbindingssterkte tussen het koolstofvezel en het matrixmateriaal aanzienlijk verbetert.

De oppervlakte -energie van de geactiveerde koolstofvezel neemt ook aanzienlijk toe. De toename van oppervlakte -energie maakt het gemakkelijker voor de koolstofvezel om door het matrixmateriaal te worden bevochtigd, waardoor de verspreiding en penetratie van het matrixmateriaal op het oppervlak van de koolstofvezel wordt vergemakkelijkt. Bij het bereiden van composieten kan het matrixmateriaal gelijkmatiger worden verdeeld over de koolstofvezels om een ​​meer dichte structuur te vormen. Dit verbetert niet alleen de mechanische eigenschappen van het composietmateriaal, maar verbetert ook zijn andere eigenschappen, zoals corrosieweerstand en thermische stabiliteit.

Geactiveerde koolstofvezels hebben meerdere voordelen voor de bereiding van koolstofvezelcomposieten.

In termen van mechanische eigenschappen, de grensvlakverbindingssterkte tussen de geactiveerdekoolstofvezelsen het matrixmateriaal is sterk verbeterd, waardoor de composieten spanningen beter kunnen overdragen wanneer ze worden onderworpen aan externe krachten. Dit betekent dat de mechanische eigenschappen van composieten zoals sterkte en modulus aanzienlijk zijn verbeterd. Bijvoorbeeld, in het ruimtevaartveld, dat extreem hoge mechanische eigenschappen vereist, zijn vliegtuigonderdelen gemaakt met geactiveerde koolstofvezelcomposieten in staat om grotere vliegbelastingen te weerstaan ​​en de veiligheid en betrouwbaarheid van het vliegtuig te verbeteren. Op het gebied van sportartikelen, zoals fietsframes, golfclubs, enz., Kunnen geactiveerde koolstofvezelcomposieten een betere sterkte en stijfheid bieden, terwijl het gewicht verminderen en de ervaring van de atleten verbeteren.

In termen van corrosieweerstand, vanwege de introductie van reactieve functionele groepen op het oppervlak van geactiveerde koolstofvezels, kunnen deze functionele groepen stabielere chemische binding met het matrixmateriaal vormen, waardoor de corrosieweerstand van de composieten wordt verbeterd. In sommige harde omgevingscondities, zoals het mariene milieu, de chemische industrie, enz., De geactiveerdeComposieten van koolstofvezelKan de erosie van corrosieve media beter weerstaan ​​en de levensduur verlengen. Dit is van groot belang voor sommige apparatuur en structuren die lange tijd in harde omgevingen worden gebruikt.

In termen van thermische stabiliteit kan een goede grensvlakbinding tussen geactiveerd koolstofvezel en matrixmateriaal de thermische stabiliteit van composieten verbeteren. Onder de omgeving met hoge temperatuur kunnen de composieten betere mechanische eigenschappen en dimensionale stabiliteit behouden en zijn ze minder vatbaar voor vervorming en schade. Dit zorgt ervoor dat de geactiveerde koolstofvezelcomposieten brede toepassingsvooruitzichten hebben in toepassingen op hoge temperatuur, zoals motoronderdelen en luchtvaartmotor hot-eindonderdelen.

Wat de verwerkingsprestaties betreft, hebben de geactiveerde koolstofvezels een verhoogde oppervlakte -activiteit en een betere compatibiliteit met het matrixmateriaal. Dit maakt het gemakkelijker voor het matrixmateriaal om te infiltreren en te genezen op het oppervlak van de koolstofvezel tijdens de bereiding van het composietmateriaal, waardoor de verwerkingsefficiëntie en de productkwaliteit wordt verbeterd. Tegelijkertijd wordt de ontwerptbaarheid van de actieve koolstofvezelcomposieten ook verbeterd, waardoor ze kunnen worden aangepast voor verschillende toepassingen en kunnen voldoen aan een verscheidenheid aan complexe engineeringvereisten.

Daarom activeringsbehandeling vankoolstofvezelsis een belangrijke link bij de bereiding van hoogwaardige koolstofvezelcomposieten. Door de activeringsbehandeling kan de oppervlaktestructuur van koolstofvezel worden verbeterd om de ruwheid van het oppervlak te vergroten, actieve functionele groepen te introduceren en de oppervlakte -energie te verbeteren, om de grensvlakverbindingssterkte tussen koolstofvezel en matrixmateriaal te verbeteren en de fundering te leggen Voor de bereiding van koolstofvezelcomposieten met uitstekende mechanische eigenschappen, corrosieweerstand, thermische stabiliteit en verwerkingsprestaties. Met de voortdurende vooruitgang van wetenschap en technologie wordt aangenomen dat activeringstechnologie van koolstofvezel zal blijven innoveren en zich ontwikkelen, waardoor sterkere ondersteuning wordt geboden voor de brede toepassing van composieten van koolstofvezel.

 

 

 

Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (ook WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: No.398 Nieuwe Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai


Posttijd: SEP-04-2024
TOP