Метод обработки поверхности углеродного волокна

Дата:2022-05-28 Источник: Волокнистые композиты Просмотр: 5204

Углеродное волокно обладает высокой удельной прочностью, высоким удельным модулем, сопротивлением усталости, коррозионной стойкостью и другими превосходными свойствами, широко используемыми в аэрокосмической, военной промышленности, спортивном оборудовании и других областях. Полимеризация, армированная углеродным волокном

Углеродное волокно обладает высокой удельной прочностью, высоким удельным модулем, сопротивлением усталости, коррозионной стойкостью и другими превосходными свойствами, широко используемыми в аэрокосмической, военной промышленности, спортивном оборудовании и других областях. Механические свойства композитов с полимерной матрицей, армированной углеродным волокном, в значительной степени зависят от свойств поверхности раздела между углеродным волокном и матрицей. Однако гладкая поверхность углеродного волокна, высокие эмоциональные свойства и малое количество химически активных функциональных групп приводят к слабой межфазной связи между углеродным волокном и матричной смолой, а межфазная фаза часто является слабым звеном композитных материалов. Межфазная микроструктура композитов из углеродного волокна тесно связана с межфазными свойствами. Полярность поверхности углеродного волокна в конечном счете определяется морфологией поверхности углеродного волокна и типами химических функциональных групп. Как увеличение активных групп, так и увеличение шероховатости поверхности углеродного волокна способствуют увеличению поверхностной энергии углеродного волокна. Поверхностные физические свойства углеродного волокна в основном включают морфологию поверхности, размер и распределение канавок на поверхности, шероховатость поверхности, свободную энергию поверхности и так далее. С точки зрения морфологии поверхности, на поверхности углеродного волокна имеется множество пор, канавок, примесей и кристаллов, которые оказывают большое влияние на свойства сцепления композитных материалов. Химическая реактивность поверхности углеродного волокна тесно связана с концентрацией активных групп, и эти активные группы в основном представляют собой кислородсодержащие функциональные группы, такие как легкая группа, группа веретена и эпоксидная группа. Количество функциональных групп на поверхности углеродного волокна зависит от метода электрохимической обработки поверхности и степени или температуры карбонизации волокна. Например, обработка кислотой даст волокну другие функциональные группы, чем обработка щелочью, и при тех же условиях обработки, чем выше температура карбонизации, тем меньше функциональных групп. Низкомодульное углеродное волокно обычно имеет больше функциональных групп из-за его низкой степени карбонизации, поэтому оно будет реагировать с эпоксидной группой при приготовлении композитов с эпоксидной матрицей, в то время как реакцией системы высокомодульного углеродного волокна можно пренебречь, а волокно и смола в основном имеют слабое взаимодействие. Многие исследования показали, что свойства интерфейса композитов могут быть эффективно улучшены путем модификации микроструктуры интерфейса композитов путем модификации поверхности углеродного волокна, что является одной из горячих точек исследований в области облицовочных материалов из углеродного волокна.