Phương pháp xử lý bề mặt sợi carbon

Ngày:28-05-2022 Nguồn: Fiber Composites Duyệt: 5204

Sợi carbon có độ bền riêng cao, mô đun riêng cao, chống mỏi, chống ăn mòn và các đặc tính tuyệt vời khác, được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, công nghiệp quân sự, thiết bị thể thao và các lĩnh vực khác. Polyme hóa gia cố sợi carbon

Sợi carbon có độ bền riêng cao, mô đun riêng cao, chống mỏi, chống ăn mòn và các đặc tính tuyệt vời khác, được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, công nghiệp quân sự, thiết bị thể thao và các lĩnh vực khác. Các tính chất cơ học của vật liệu tổng hợp ma trận polyme được gia cố bằng sợi carbon phần lớn phụ thuộc vào các đặc tính giao diện giữa sợi carbon và ma trận. Tuy nhiên, bề mặt mịn của sợi carbon, tính chất cảm xúc cao và ít nhóm chức hoạt động hóa học dẫn đến liên kết giao diện yếu giữa sợi carbon và nhựa ma trận, và pha giao diện thường là liên kết yếu của vật liệu composite. Cấu trúc vi mô giao thoa của vật liệu tổng hợp sợi carbon có liên quan chặt chẽ đến các đặc tính giao thoa. Sự phân cực bề mặt của sợi carbon cuối cùng nằm ở hình thái bề mặt của sợi carbon và các loại nhóm chức hóa học. Cả sự gia tăng của các nhóm hoạt động và sự gia tăng độ nhám của bề mặt sợi carbon đều có lợi cho việc tăng năng lượng bề mặt sợi carbon. Tính chất vật lý bề mặt của sợi carbon chủ yếu bao gồm hình thái bề mặt, kích thước và phân bố rãnh bề mặt, độ nhám bề mặt, năng lượng tự do bề mặt, v.v. Về hình thái bề mặt, có nhiều lỗ rỗng, rãnh, tạp chất và tinh thể trên bề mặt sợi carbon, có ảnh hưởng lớn đến tính chất liên kết của vật liệu composite. Khả năng phản ứng hóa học của bề mặt sợi carbon có liên quan mật thiết đến nồng độ của các nhóm hoạt động và các nhóm hoạt động này chủ yếu là các nhóm chức có chứa oxy như nhóm nhẹ, nhóm trục chính và nhóm epoxy. Số lượng các nhóm chức năng trên bề mặt sợi carbon phụ thuộc vào phương pháp xử lý điện hóa bề mặt và mức độ hoặc nhiệt độ của quá trình cacbon hóa sợi. Ví dụ, xử lý bằng axit sẽ tạo ra các nhóm chức khác nhau của sợi so với xử lý bằng kiềm và trong cùng điều kiện xử lý, nhiệt độ cacbon hóa càng cao thì càng ít nhóm chức. Sợi carbon mô đun thấp thường có nhiều nhóm chức hơn do mức độ cacbon hóa thấp, do đó nó sẽ phản ứng với nhóm epoxy trong quá trình điều chế vật liệu tổng hợp ma trận epoxy, trong khi phản ứng của hệ thống sợi carbon mô đun cao có thể được bỏ qua, và sợi và nhựa chủ yếu có tương tác yếu. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các đặc tính giao diện của vật liệu tổng hợp có thể được cải thiện một cách hiệu quả bằng cách sửa đổi cấu trúc vi mô giao diện của vật liệu tổng hợp bằng cách sửa đổi bề mặt sợi carbon, đây là một trong những điểm nóng nghiên cứu trong lĩnh vực vật liệu ốp sợi carbon.