วิธีการชุบผิวด้วยคาร์บอนไฟเบอร์

วันที่:2022-05-28 ที่มา: Fiber Composites เรียกดู: 5204

คาร์บอนไฟเบอร์มีความแข็งแรงเฉพาะสูง โมดูลัสจำเพาะสูง ต้านทานความล้า ต้านทานการกัดกร่อน และคุณสมบัติยอดเยี่ยมอื่น ๆ ใช้กันอย่างแพร่หลายในอวกาศ อุตสาหกรรมทหาร อุปกรณ์กีฬา และสาขาอื่น ๆ โพลิเมอร์เสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์

คาร์บอนไฟเบอร์มีความแข็งแรงเฉพาะสูง โมดูลัสจำเพาะสูง ต้านทานความล้า ต้านทานการกัดกร่อน และคุณสมบัติยอดเยี่ยมอื่น ๆ ใช้กันอย่างแพร่หลายในอวกาศ อุตสาหกรรมทหาร อุปกรณ์กีฬา และสาขาอื่น ๆ สมบัติทางกลของวัสดุคอมโพสิตพอลิเมอร์เมทริกซ์เสริมใยคาร์บอนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติส่วนต่อประสานระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์และเมทริกซ์ อย่างไรก็ตาม พื้นผิวที่เรียบของคาร์บอนไฟเบอร์ คุณสมบัติทางอารมณ์สูง และกลุ่มการทำงานที่ออกฤทธิ์ของสารเคมีเพียงไม่กี่กลุ่ม ส่งผลให้พันธะส่วนต่อประสานระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์กับเมทริกซ์เรซินอ่อนแอ และระยะส่วนต่อประสานมักเป็นตัวเชื่อมที่อ่อนแอของวัสดุคอมโพสิต โครงสร้างจุลภาคระหว่างผิวหน้าของวัสดุผสมคาร์บอนไฟเบอร์นั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับคุณสมบัติของผิวสัมผัส ขั้วของพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์ในท้ายที่สุดจะอยู่ที่สัณฐานวิทยาของพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์และประเภทของหมู่ฟังก์ชันทางเคมี ทั้งการเพิ่มขึ้นของกลุ่มที่ใช้งานและเพิ่มความหยาบของพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์เอื้อต่อการเพิ่มพลังงานพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์ คุณสมบัติทางกายภาพของพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์ส่วนใหญ่รวมถึงสัณฐานวิทยาของพื้นผิว ขนาดและการกระจายของร่องผิว ความขรุขระของพื้นผิว พลังงานที่ปราศจากพื้นผิวและอื่นๆ ในแง่ของสัณฐานวิทยาของพื้นผิว มีรูพรุน ร่อง สิ่งเจือปน และผลึกมากมายบนพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติการยึดเกาะของวัสดุคอมโพสิต ปฏิกิริยาทางเคมีของพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์นั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเข้มข้นของกลุ่มแอคทีฟ และกลุ่มแอคทีฟเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นกลุ่มฟังก์ชันที่มีออกซิเจน เช่น กลุ่มเบา กลุ่มสปินเดิล และกลุ่มอีพ็อกซี่ จำนวนหมู่ฟังก์ชันบนพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์ขึ้นอยู่กับวิธีการบำบัดด้วยเคมีไฟฟ้าของพื้นผิวและระดับหรืออุณหภูมิของเส้นใยคาร์บอน ตัวอย่างเช่น การบำบัดด้วยกรดจะให้กลุ่มการทำงานที่แตกต่างกันของเส้นใยมากกว่าการบำบัดด้วยด่าง และสำหรับเงื่อนไขการบำบัดเดียวกัน ยิ่งอุณหภูมิคาร์บอไนเซชันสูงขึ้น กลุ่มการทำงานก็ยิ่งน้อยลง คาร์บอนไฟเบอร์โมดูลัสต่ำโดยทั่วไปมีกลุ่มการทำงานมากขึ้นเนื่องจากระดับคาร์บอนต่ำ ดังนั้นจะทำปฏิกิริยากับกลุ่มอีพ็อกซี่ในการเตรียมคอมโพสิตเมทริกซ์อีพ็อกซี่ ในขณะที่ปฏิกิริยาของระบบคาร์บอนไฟเบอร์โมดูลัสสูงสามารถละเลยได้ และเส้นใยและเรซิน ส่วนใหญ่มีปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอ การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติส่วนต่อประสานของคอมโพสิตสามารถปรับปรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการปรับเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของส่วนต่อประสานของคอมโพสิตโดยการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งเป็นหนึ่งในฮอตสปอตการวิจัยในด้านวัสดุหุ้มคาร์บอนไฟเบอร์