Метод за повърхностна обработка на въглеродни влакна

Дата: 2022-05-28 Източник: Fiber Composites Преглед: 5204

Въглеродните влакна имат висока специфична якост, висок специфичен модул, устойчивост на умора, устойчивост на корозия и други отлични свойства, широко използвани в космическата, военната индустрия, спортното оборудване и други области. Полимеризация, подсилена с въглеродни влакна

Въглеродните влакна имат висока специфична якост, висок специфичен модул, устойчивост на умора, устойчивост на корозия и други отлични свойства, широко използвани в космическата, военната индустрия, спортното оборудване и други области. Механичните свойства на подсилените с въглеродни влакна полимерни матрични композити до голяма степен зависят от свойствата на интерфейса между въглеродните влакна и матрицата. Въпреки това, гладката повърхност на въглеродните влакна, високите емоционални свойства и малкото химически активни функционални групи водят до слабо интерфейсно свързване между въглеродни влакна и матрична смола, а интерфейсната фаза често е слабата връзка на композитните материали. Междуфазната микроструктура на композитите от въглеродни влакна е тясно свързана с междинните свойства. Повърхностната полярност на въглеродните влакна в крайна сметка се крие в повърхностната морфология на въглеродните влакна и видовете химически функционални групи. Както увеличаването на активните групи, така и увеличаването на грапавостта на повърхността на въглеродните влакна са благоприятни за увеличаване на повърхностната енергия на въглеродните влакна. Повърхностните физически свойства на въглеродните влакна включват главно морфология на повърхността, размер и разпределение на повърхностните жлебове, грапавост на повърхността, свободна повърхностна енергия и т.н. По отношение на морфологията на повърхността има много пори, жлебове, примеси и кристали на повърхността на въглеродните влакна, които оказват голямо влияние върху свойствата на свързване на композитните материали. Химическата реактивност на повърхността на въглеродните влакна е тясно свързана с концентрацията на активните групи и тези активни групи са главно съдържащи кислород функционални групи като лека група, вретеновидна група и епоксидна група. Броят на функционалните групи на повърхността на въглеродните влакна зависи от метода на повърхностна електрохимична обработка и степента или температурата на карбонизация на влакната. Например, киселинното третиране ще даде на влакна различни функционални групи в сравнение с алкалното третиране и за същите условия на третиране, колкото по-висока е температурата на карбонизация, толкова по-малко функционални групи. Въглеродните влакна с нисък модул обикновено имат повече функционални групи поради ниската си степен на карбонизация, така че ще реагират с епоксидна група при получаването на композити с епоксидна матрица, докато реакцията на системата от въглеродни влакна с висок модул може да бъде игнорирана и влакната и смолата главно имат слабо взаимодействие. Много проучвания показват, че интерфейсните свойства на композитите могат да бъдат ефективно подобрени чрез модифициране на интерфейсната микроструктура на композитите чрез повърхностна модификация на въглеродни влакна, което е една от изследователските горещи точки в областта на облицовъчните материали от въглеродни влакна.