Metoda površinske obrade karbonskih vlakana

Datum:2022-05-28 Izvor: Fiber Composites Pregledajte: 5204

Ugljična vlakna imaju visoku specifičnu čvrstoću, visok specifični modul, otpornost na zamor, otpornost na koroziju i druga odlična svojstva, naširoko se koriste u svemirskoj, vojnoj industriji, sportskoj opremi i drugim poljima. Polimerizacija ojačana karbonskim vlaknima

Ugljična vlakna imaju visoku specifičnu čvrstoću, visok specifični modul, otpornost na zamor, otpornost na koroziju i druga odlična svojstva, naširoko se koriste u svemirskoj, vojnoj industriji, sportskoj opremi i drugim poljima. Mehanička svojstva polimernih matričnih kompozita ojačanih karbonskim vlaknima uvelike zavise od svojstava međusklopa između karbonskih vlakana i matrice. Međutim, glatka površina karbonskih vlakana, visoka emocionalna svojstva i nekoliko kemijski aktivnih funkcionalnih grupa rezultiraju slabom vezom između karbonskih vlakana i matrične smole, a faza međusloja često je slaba karika kompozitnih materijala. Međufazna mikrostruktura kompozita od karbonskih vlakana usko je povezana sa međufaznim svojstvima. Polaritet površine karbonskih vlakana u konačnici leži u morfologiji površine karbonskih vlakana i vrstama kemijskih funkcionalnih grupa. I povećanje aktivnih grupa i povećanje hrapavosti površine karbonskih vlakana doprinose povećanju površinske energije karbonskih vlakana. Površinska fizička svojstva karbonskih vlakana uglavnom uključuju površinsku morfologiju, veličinu i distribuciju površinskih žljebova, hrapavost površine, slobodnu energiju površine i tako dalje. Što se morfologije površine tiče, na površini karbonskih vlakana postoji mnogo pora, žljebova, nečistoća i kristala, koji imaju veliki utjecaj na svojstva vezivanja kompozitnih materijala. Hemijska reaktivnost površine karbonskih vlakana usko je povezana sa koncentracijom aktivnih grupa, a ove aktivne grupe su uglavnom funkcionalne grupe koje sadrže kiseonik kao što su laka grupa, grupa vretena i epoksi grupa. Broj funkcionalnih grupa na površini karbonskih vlakana zavisi od metode površinske elektrohemijske obrade i stepena ili temperature karbonizacije vlakana. Na primjer, kiselinski tretman će dati vlaknima različite funkcionalne grupe od alkalnog tretmana, a za iste uslove tretmana, što je viša temperatura karbonizacije, to je manje funkcionalnih grupa. Ugljična vlakna niskog modula općenito imaju više funkcionalnih grupa zbog niskog stupnja karbonizacije, pa će reagirati s epoksi grupom u pripremi kompozita epoksidne matrice, dok se reakcija sistema karbonskih vlakana visokog modula može zanemariti, a vlakno i smola uglavnom imaju slabu interakciju. Mnoge studije su pokazale da se svojstva interfejsa kompozita mogu efikasno poboljšati modifikacijom mikrostrukture interfejsa kompozita modifikacijom površine karbonskih vlakana, što je jedno od istraživačkih žarišta u oblasti materijala za oblaganje od ugljeničnih vlakana.