طريقة معالجة سطح ألياف الكربون

التاريخ: 2022-05-28 المصدر: الألياف المركبة تصفح: 5204

تتميز ألياف الكربون بقوة محددة عالية ، ومعامل محدد عالي ، ومقاومة التعب ، ومقاومة التآكل وغيرها من الخصائص الممتازة ، وتستخدم على نطاق واسع في الفضاء ، والصناعة العسكرية ، والمعدات الرياضية وغيرها من المجالات. عززت ألياف الكربون البلمرة

تتميز ألياف الكربون بقوة محددة عالية ، ومعامل محدد عالي ، ومقاومة التعب ، ومقاومة التآكل وغيرها من الخصائص الممتازة ، وتستخدم على نطاق واسع في الفضاء ، والصناعة العسكرية ، والمعدات الرياضية وغيرها من المجالات. تعتمد الخواص الميكانيكية لمركبات مصفوفة البوليمر المقواة بألياف الكربون إلى حد كبير على خصائص الواجهة بين ألياف الكربون والمصفوفة. ومع ذلك ، فإن السطح الأملس لألياف الكربون ، والخصائص العاطفية العالية ، وعدد قليل من المجموعات الوظيفية الكيميائية النشطة تؤدي إلى ضعف الترابط بين ألياف الكربون وراتنج المصفوفة ، وغالبًا ما تكون مرحلة الواجهة هي الحلقة الضعيفة للمواد المركبة. ترتبط البنية المجهرية البينية لمركبات ألياف الكربون ارتباطًا وثيقًا بالخصائص البينية. تكمن قطبية سطح ألياف الكربون في النهاية في التشكل السطحي لألياف الكربون وأنواع المجموعات الوظيفية الكيميائية. تؤدي كل من زيادة المجموعات النشطة وزيادة خشونة سطح ألياف الكربون إلى زيادة طاقة سطح ألياف الكربون. تشمل الخصائص الفيزيائية السطحية لألياف الكربون أساسًا مورفولوجيا السطح وحجم الأخدود السطحي وتوزيعه وخشونة السطح والطاقة الخالية من السطح وما إلى ذلك. فيما يتعلق بمورفولوجيا السطح ، هناك العديد من المسام والأخاديد والشوائب والبلورات على سطح ألياف الكربون ، والتي لها تأثير كبير على خصائص الترابط للمواد المركبة. يرتبط التفاعل الكيميائي لسطح ألياف الكربون ارتباطًا وثيقًا بتركيز المجموعات النشطة ، وهذه المجموعات النشطة هي أساسًا مجموعات وظيفية تحتوي على الأكسجين مثل مجموعة الضوء ومجموعة المغزل ومجموعة الإيبوكسي. يعتمد عدد المجموعات الوظيفية على سطح ألياف الكربون على طريقة المعالجة الكهروكيميائية للسطح ودرجة أو درجة حرارة كربنة الألياف. على سبيل المثال ، ستعطي المعالجة الحمضية الألياف مجموعات وظيفية مختلفة عن المعالجة القلوية ، ولذات ظروف المعالجة ، كلما ارتفعت درجة حرارة الكربنة ، قل عدد المجموعات الوظيفية. تحتوي ألياف الكربون ذات المعامل المنخفض عمومًا على مجموعات وظيفية أكثر نظرًا لدرجتها المنخفضة من الكربنة ، لذلك سوف تتفاعل مع مجموعة الإيبوكسي في تحضير مركبات مصفوفة الإيبوكسي ، في حين يمكن تجاهل تفاعل نظام ألياف الكربون عالي المعامل ، والألياف والراتنج بشكل رئيسي لديهم تفاعل ضعيف. أظهرت العديد من الدراسات أنه يمكن تحسين خصائص واجهة المركبات بشكل فعال عن طريق تعديل البنية المجهرية للواجهة للمركبات عن طريق تعديل سطح ألياف الكربون ، والتي تعد واحدة من النقاط الساخنة البحثية في مجال مواد تكسية ألياف الكربون.