Szénszálas felületkezelési módszer

Dátum:2022-05-28 Forrás: Fibre Composites Tallózás: 5204

A szénszál nagy fajlagos szilárdsággal, magas fajlagos modulussal, fáradtságállósággal, korrózióállósággal és egyéb kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, széles körben használják a repülőgépiparban, a hadiiparban, a sportfelszerelésekben és más területeken. Szénszál erősítésű polimerizáció

A szénszál nagy fajlagos szilárdsággal, magas fajlagos modulussal, fáradtságállósággal, korrózióállósággal és egyéb kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, széles körben használják a repülőgépiparban, a hadiiparban, a sportfelszerelésekben és más területeken. A szénszál-erősítésű polimer mátrix kompozitok mechanikai tulajdonságai nagymértékben függenek a szénszál és a mátrix közötti interfész tulajdonságaitól. A szénszál sima felülete, magas érzelmi tulajdonságai és kevés kémiailag aktív funkciós csoport azonban gyenge határfelületi kötést eredményez a szénszál és a mátrixgyanta között, és a határfelület gyakran a kompozit anyagok gyenge láncszeme. A szénszálas kompozitok határfelületi mikrostruktúrája szorosan összefügg a határfelületi tulajdonságokkal. A szénszál felületi polaritása végső soron a szénszál felületi morfológiájában és a kémiai funkciós csoportok típusában rejlik. Mind az aktív csoportok növekedése, mind a szénszál felületi érdesség növekedése kedvez a szénszál felületi energiájának növekedésének. A szénszál felületi fizikai tulajdonságai főként a felület morfológiáját, a felületi horony méretét és eloszlását, a felületi érdesség, a felület szabad energiáját és így tovább. Felületi morfológiát tekintve a szénszál felületén számos pórus, barázda, szennyeződés és kristály található, amelyek nagy hatással vannak a kompozit anyagok kötési tulajdonságaira. A szénszál felületének kémiai reakcióképessége szorosan összefügg az aktív csoportok koncentrációjával, ezek az aktív csoportok főként oxigéntartalmú funkciós csoportok, például könnyű csoport, orsócsoport és epoxicsoport. A szénszál felületén lévő funkciós csoportok száma a felületi elektrokémiai kezelési módszertől és a szál elszenesítésének fokától vagy hőmérsékletétől függ. Például a savas kezelés más funkciós csoportokat ad a rostoknak, mint a lúgos kezelés, és ugyanazon kezelési feltételek mellett minél magasabb a karbonizációs hőmérséklet, annál kevesebb a funkciós csoport. Az alacsony modulusú szénszálak általában több funkciós csoportot tartalmaznak alacsony karbonizációs foka miatt, így az epoxi mátrix kompozitok készítésénél reakcióba lép az epoxicsoporttal, míg a nagy modulusú szénszálas rendszer reakciója figyelmen kívül hagyható, és a szál és a gyanta főleg gyenge interakcióval rendelkeznek. Számos tanulmány kimutatta, hogy a kompozitok határfelületi tulajdonságai hatékonyan javíthatók a kompozitok határfelületi mikroszerkezetének módosításával a szénszálas felületmódosítással, amely a szénszálas burkolóanyagok területén az egyik kutatási hotspot.