Metoda obróbki powierzchni z włókna węglowego

Data:2022-05-28 Źródło: Fiber Composites Przeglądaj: 5204

Włókno węglowe ma wysoką wytrzymałość właściwą, wysoki moduł właściwy, odporność na zmęczenie, odporność na korozję i inne doskonałe właściwości, szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, wojskowym, sprzęcie sportowym i innych dziedzinach. Polimeryzacja wzmocniona włóknem węglowym

Włókno węglowe ma wysoką wytrzymałość właściwą, wysoki moduł właściwy, odporność na zmęczenie, odporność na korozję i inne doskonałe właściwości, szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, wojskowym, sprzęcie sportowym i innych dziedzinach. Właściwości mechaniczne kompozytów z osnową polimerową wzmocnioną włóknem węglowym w dużej mierze zależą od właściwości interfejsu między włóknem węglowym a osnową. Jednak gładka powierzchnia włókna węglowego, wysokie właściwości emocjonalne i niewiele chemicznie aktywnych grup funkcyjnych powodują słabe wiązanie między włóknem węglowym a żywicą matrycową, a faza międzyfazowa jest często słabym ogniwem materiałów kompozytowych. Mikrostruktura międzyfazowa kompozytów z włókna węglowego jest ściśle związana z właściwościami międzyfazowymi. Polaryzacja powierzchni włókna węglowego ostatecznie zależy od morfologii powierzchni włókna węglowego i rodzajów chemicznych grup funkcyjnych. Zarówno wzrost grup aktywnych, jak i wzrost chropowatości powierzchni włókna węglowego sprzyjają wzrostowi energii powierzchniowej włókna węglowego. Fizyczne właściwości powierzchni włókna węglowego obejmują głównie morfologię powierzchni, rozmiar i rozkład rowków powierzchniowych, chropowatość powierzchni, energię swobodną powierzchni i tak dalej. Pod względem morfologii powierzchni na powierzchni włókna węglowego znajduje się wiele porów, rowków, zanieczyszczeń i kryształków, które mają duży wpływ na właściwości wiążące materiałów kompozytowych. Reaktywność chemiczna powierzchni włókna węglowego jest ściśle związana ze stężeniem grup aktywnych, a tymi grupami aktywnymi są głównie grupy funkcyjne zawierające tlen, takie jak grupa lekka, grupa wrzecionowata i grupa epoksydowa. Liczba grup funkcyjnych na powierzchni włókna węglowego zależy od metody elektrochemicznej obróbki powierzchni oraz stopnia lub temperatury karbonizacji włókna. Na przykład obróbka kwasem da włóknu inne grupy funkcyjne niż obróbka alkaliami, a przy tych samych warunkach obróbki, im wyższa temperatura karbonizacji, tym mniej grup funkcyjnych. Włókno węglowe o niskim module ma na ogół więcej grup funkcyjnych ze względu na niski stopień karbonizacji, więc będzie reagować z grupą epoksydową podczas przygotowywania kompozytów z matrycą epoksydową, podczas gdy reakcję systemu włókien węglowych o wysokim module można zignorować, a włókno i żywica mają głównie słabą interakcję. Wiele badań wykazało, że właściwości międzyfazowe kompozytów można skutecznie poprawić poprzez modyfikację mikrostruktury międzyfazowej kompozytów poprzez modyfikację powierzchni włókna węglowego, co jest jednym z gorących punktów badawczych w dziedzinie materiałów okładzinowych z włókna węglowego.