Anglies pluošto paviršiaus apdorojimo metodas

Data:2022-05-28 Šaltinis: Fiber Composites Naršyti: 5204

Anglies pluoštas turi didelį specifinį stiprumą, aukštą specifinį modulį, atsparumą nuovargiui, atsparumą korozijai ir kitas puikias savybes, plačiai naudojamas aviacijos, karinės pramonės, sporto įrangos ir kitose srityse. Anglies pluoštu sustiprinta polimerizacija

Anglies pluoštas turi didelį specifinį stiprumą, aukštą specifinį modulį, atsparumą nuovargiui, atsparumą korozijai ir kitas puikias savybes, plačiai naudojamas aviacijos, karinės pramonės, sporto įrangos ir kitose srityse. Anglies pluoštu sustiprintų polimerinių matricų kompozitų mechaninės savybės labai priklauso nuo anglies pluošto ir matricos sąsajos savybių. Tačiau lygus anglies pluošto paviršius, didelės emocinės savybės ir nedaug chemiškai aktyvių funkcinių grupių lemia silpną sąsają tarp anglies pluošto ir matricos dervos, o sąsajos fazė dažnai yra silpnoji kompozitinių medžiagų grandis. Anglies pluošto kompozitų sąsajos mikrostruktūra yra glaudžiai susijusi su sąsajos savybėmis. Anglies pluošto paviršiaus poliškumas galiausiai priklauso nuo anglies pluošto paviršiaus morfologijos ir cheminių funkcinių grupių tipų. Tiek aktyvių grupių didėjimas, tiek anglies pluošto paviršiaus šiurkštumo didėjimas skatina anglies pluošto paviršiaus energijos didėjimą. Anglies pluošto paviršiaus fizinės savybės daugiausia apima paviršiaus morfologiją, paviršiaus griovelio dydį ir pasiskirstymą, paviršiaus šiurkštumą, laisvąją paviršiaus energiją ir pan. Kalbant apie paviršiaus morfologiją, anglies pluošto paviršiuje yra daug porų, griovelių, priemaišų ir kristalų, kurie turi didelę įtaką kompozitinių medžiagų sukibimo savybėms. Cheminis anglies pluošto paviršiaus reaktyvumas yra glaudžiai susijęs su aktyvių grupių koncentracija, o šios aktyvios grupės daugiausia yra deguonies turinčios funkcinės grupės, tokios kaip lengvoji grupė, veleno grupė ir epoksidinė grupė. Funkcinių grupių skaičius anglies pluošto paviršiuje priklauso nuo paviršiaus elektrocheminio apdorojimo metodo ir pluošto karbonizacijos laipsnio arba temperatūros. Pavyzdžiui, apdorojant rūgštimi pluoštas suteiks kitokias funkcines grupes nei apdorojant šarmais, o esant toms pačioms apdorojimo sąlygoms, kuo aukštesnė karbonizacijos temperatūra, tuo mažiau funkcinių grupių. Mažo modulio anglies pluoštas paprastai turi daugiau funkcinių grupių dėl mažo karbonizacijos laipsnio, todėl ruošiant epoksidinės matricos kompozitus jis reaguos su epoksidine grupe, o didelio modulio anglies pluošto sistemos reakciją galima nepaisyti, o pluoštas ir derva daugiausia turi silpną sąveiką. Daugelis tyrimų parodė, kad kompozitų sąsajos savybes galima efektyviai pagerinti modifikuojant kompozitų sąsajos mikrostruktūrą, modifikuojant paviršių anglies pluoštą, kuris yra vienas iš mokslinių tyrimų taškų anglies pluošto apdailos medžiagų srityje.