Método de tratamento de superfície de fibra de carbono

Data:2022-05-28 Fonte: Fiber Composites Browse: 5204

A fibra de carbono tem alta resistência específica, alto módulo específico, resistência à fadiga, resistência à corrosão e outras excelentes propriedades, amplamente utilizadas na indústria aeroespacial, militar, equipamentos esportivos e outros campos. Polimerização reforçada com fibra de carbono

A fibra de carbono tem alta resistência específica, alto módulo específico, resistência à fadiga, resistência à corrosão e outras excelentes propriedades, amplamente utilizadas na indústria aeroespacial, militar, equipamentos esportivos e outros campos. As propriedades mecânicas dos compósitos de matriz polimérica reforçada com fibra de carbono dependem em grande parte das propriedades de interface entre a fibra de carbono e a matriz. No entanto, a superfície lisa da fibra de carbono, as altas propriedades emocionais e poucos grupos funcionais químicos ativos resultam em uma ligação de interface fraca entre a fibra de carbono e a resina da matriz, e a fase de interface é frequentemente o elo fraco dos materiais compósitos. A microestrutura interfacial de compósitos de fibra de carbono está intimamente relacionada com as propriedades interfaciais. A polaridade da superfície da fibra de carbono está, em última análise, na morfologia da superfície da fibra de carbono e nos tipos de grupos funcionais químicos. Tanto o aumento de grupos ativos quanto o aumento da rugosidade da superfície da fibra de carbono são propícios ao aumento da energia da superfície da fibra de carbono. As propriedades físicas da superfície da fibra de carbono incluem principalmente a morfologia da superfície, tamanho e distribuição da ranhura da superfície, rugosidade da superfície, energia livre da superfície e assim por diante. Em termos de morfologia da superfície, existem muitos poros, ranhuras, impurezas e cristais na superfície da fibra de carbono, que têm grande influência nas propriedades de ligação dos materiais compósitos. A reatividade química da superfície da fibra de carbono está intimamente relacionada à concentração de grupos ativos, e esses grupos ativos são principalmente grupos funcionais contendo oxigênio, como grupo leve, grupo fuso e grupo epóxi. O número de grupos funcionais na superfície da fibra de carbono depende do método de tratamento eletroquímico da superfície e do grau ou temperatura de carbonização da fibra. Por exemplo, o tratamento com ácido dará à fibra grupos funcionais diferentes do tratamento alcalino e, para as mesmas condições de tratamento, quanto maior a temperatura de carbonização, menos grupos funcionais. A fibra de carbono de baixo módulo geralmente possui mais grupos funcionais devido ao seu baixo grau de carbonização, portanto, reagirá com o grupo epóxi na preparação de compósitos de matriz epóxi, enquanto a reação do sistema de fibra de carbono de alto módulo pode ser ignorada e a fibra e a resina principalmente têm interação fraca. Muitos estudos mostraram que as propriedades de interface de compósitos podem ser efetivamente melhoradas modificando a microestrutura de interface de compósitos por modificação de superfície de fibra de carbono, que é um dos pontos críticos de pesquisa no campo de materiais de revestimento de fibra de carbono.