Hiilikuitupintakäsittelymenetelmä

Päivämäärä: 28.5.2022 Lähde: Fiber Composites Selaa: 5204

Hiilikuidulla on korkea ominaislujuus, korkea ominaismoduuli, väsymiskestävyys, korroosionkestävyys ja muut erinomaiset ominaisuudet, joita käytetään laajalti ilmailu-, sotilas-, urheiluvälineissä ja muilla aloilla. Hiilikuituvahvistettu polymerointi

Hiilikuidulla on korkea ominaislujuus, korkea ominaismoduuli, väsymiskestävyys, korroosionkestävyys ja muut erinomaiset ominaisuudet, joita käytetään laajalti ilmailu-, sotilas-, urheiluvälineissä ja muilla aloilla. Hiilikuituvahvisteisten polymeerimatriisikomposiittien mekaaniset ominaisuudet riippuvat suurelta osin hiilikuidun ja matriisin välisen rajapinnan ominaisuuksista. Hiilikuidun sileä pinta, korkeat emotionaaliset ominaisuudet ja harvat kemiallisesti aktiiviset funktionaaliset ryhmät johtavat kuitenkin hiilikuidun ja matriisihartsin väliseen heikkoon rajapintaan, ja rajapintavaihe on usein komposiittimateriaalien heikko lenkki. Hiilikuitukomposiittien rajapintojen mikrorakenne liittyy läheisesti rajapinnan ominaisuuksiin. Hiilikuidun pinnan polariteetti piilee viime kädessä hiilikuidun pinnan morfologiassa ja kemiallisten funktionaalisten ryhmien tyypeissä. Sekä aktiivisten ryhmien lisääntyminen että hiilikuitupinnan karheuden lisääntyminen edistävät hiilikuidun pintaenergian kasvua. Hiilikuidun pintafysikaalisiin ominaisuuksiin kuuluvat pääasiassa pinnan morfologia, pinnan uran koko ja jakautuminen, pinnan karheus, pinnan vapaa energia ja niin edelleen. Pintamorfologian kannalta hiilikuidun pinnalla on monia huokosia, uria, epäpuhtauksia ja kiteitä, joilla on suuri vaikutus komposiittimateriaalien sidosominaisuuksiin. Hiilikuitupinnan kemiallinen reaktiivisuus liittyy läheisesti aktiivisten ryhmien pitoisuuteen ja nämä aktiiviset ryhmät ovat pääasiassa happea sisältäviä funktionaalisia ryhmiä, kuten kevytryhmä, kararyhmä ja epoksiryhmä. Funktionaalisten ryhmien lukumäärä hiilikuidun pinnalla riippuu pinnan sähkökemiallisesta käsittelymenetelmästä ja kuidun hiiltymisasteesta tai lämpötilasta. Esimerkiksi happokäsittely antaa kuiduille erilaisia ​​funktionaalisia ryhmiä kuin alkalikäsittely, ja samoissa käsittelyolosuhteissa mitä korkeampi hiiltymislämpötila, sitä vähemmän funktionaalisia ryhmiä. Matalamoduulisessa hiilikuidussa on yleensä enemmän funktionaalisia ryhmiä sen alhaisen hiiltymisasteen vuoksi, joten se reagoi epoksiryhmän kanssa epoksimatriisikomposiittien valmistuksessa, kun taas korkeamoduulisen hiilikuitujärjestelmän reaktio voidaan jättää huomiotta, ja kuitu ja hartsi pääasiassa heikko vuorovaikutus. Monet tutkimukset ovat osoittaneet, että komposiittien rajapintaominaisuuksia voidaan parantaa tehokkaasti modifioimalla komposiittien rajapinnan mikrorakennetta pintamodifioimalla hiilikuitua, joka on yksi tutkimuskohteita hiilikuitupäällystemateriaalien alalla.