કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટ બનાવવા માટે કાર્બન ફાઇબરને સક્રિય શા માટે કરવા?

આજના ઝડપી ટેકનોલોજીકલ પ્રગતિના યુગમાં, કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટ તેમના શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શનને કારણે વિવિધ ક્ષેત્રોમાં પોતાનું નામ બનાવી રહ્યા છે. એરોસ્પેસમાં ઉચ્ચ-અંતિમ એપ્લિકેશનોથી લઈને રમતગમતના સામાનની દૈનિક જરૂરિયાતો સુધી, કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટે મોટી સંભાવના દર્શાવી છે. જો કે, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટ તૈયાર કરવા માટે, સક્રિયકરણ સારવારકાર્બન ફાઇબરએક મહત્વપૂર્ણ પગલું છે.

 કાર્બન ફાઇબર સપાટી ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ ચિત્ર

કાર્બન ફાઇબર, એક ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ફાઇબર સામગ્રી, ઘણા આકર્ષક ગુણધર્મો ધરાવે છે. તે મુખ્યત્વે કાર્બનથી બનેલું છે અને તેમાં વિસ્તરેલ ફિલામેન્ટરી માળખું છે. સપાટીની રચનાના દૃષ્ટિકોણથી, કાર્બન ફાઇબરની સપાટી પ્રમાણમાં સરળ છે અને તેમાં ઓછા સક્રિય કાર્યાત્મક જૂથો છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે કાર્બન ફાઇબરની તૈયારી દરમિયાન, ઉચ્ચ-તાપમાન કાર્બોનાઇઝેશન અને અન્ય સારવારો કાર્બન ફાઇબરની સપાટીને વધુ નિષ્ક્રિય સ્થિતિમાં રજૂ કરે છે. આ સપાટીની મિલકત કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટની તૈયારીમાં શ્રેણીબદ્ધ પડકારો લાવે છે.

સુંવાળી સપાટી કાર્બન ફાઇબર અને મેટ્રિક્સ સામગ્રી વચ્ચેના બંધનને નબળું બનાવે છે. કમ્પોઝિટની તૈયારીમાં, મેટ્રિક્સ સામગ્રી માટે સપાટી પર મજબૂત બંધન બનાવવું મુશ્કેલ છે.કાર્બન ફાઇબર, જે સંયુક્ત સામગ્રીના એકંદર પ્રદર્શનને અસર કરે છે. બીજું, સક્રિય કાર્યાત્મક જૂથોનો અભાવ કાર્બન ફાઇબર અને મેટ્રિક્સ સામગ્રી વચ્ચેની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને મર્યાદિત કરે છે. આનાથી બંને વચ્ચેના આંતર-ચહેરાના બંધન મુખ્યત્વે ભૌતિક અસરો પર આધાર રાખે છે, જેમ કે યાંત્રિક એમ્બેડિંગ, વગેરે, જે ઘણીવાર પૂરતું સ્થિર હોતું નથી અને બાહ્ય દળોના સંપર્કમાં આવે ત્યારે અલગ થવાની સંભાવના હોય છે.

કાર્બન નેનોટ્યુબ દ્વારા કાર્બન ફાઇબર કાપડના ઇન્ટરલેયર મજબૂતીકરણનો યોજનાકીય આકૃતિ

આ સમસ્યાઓ ઉકેલવા માટે, કાર્બન ફાઇબરની સક્રિયકરણ સારવાર જરૂરી બને છે. સક્રિયકાર્બન ફાઇબરઘણા પાસાઓમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો દર્શાવે છે.

સક્રિયકરણ સારવાર કાર્બન તંતુઓની સપાટીની ખરબચડીતા વધારે છે. રાસાયણિક ઓક્સિડેશન, પ્લાઝ્મા ટ્રીટમેન્ટ અને અન્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા, કાર્બન તંતુઓની સપાટી પર નાના ખાડાઓ અને ખાંચો કોતરવામાં આવી શકે છે, જે સપાટીને ખરબચડી બનાવે છે. આ ખરબચડી સપાટી કાર્બન ફાઇબર અને સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી વચ્ચેના સંપર્ક ક્ષેત્રને વધારે છે, જે બંને વચ્ચેના યાંત્રિક બંધનને સુધારે છે. જ્યારે મેટ્રિક્સ સામગ્રી કાર્બન ફાઇબર સાથે જોડાયેલી હોય છે, ત્યારે તે આ ખરબચડી રચનાઓમાં પોતાને વધુ સારી રીતે એમ્બેડ કરવામાં સક્ષમ હોય છે, જે મજબૂત બંધન બનાવે છે.

સક્રિયકરણ સારવાર કાર્બન ફાઇબરની સપાટી પર પ્રતિક્રિયાશીલ કાર્યાત્મક જૂથોની વિપુલતા રજૂ કરી શકે છે. આ કાર્યાત્મક જૂથો મેટ્રિક્સ સામગ્રીમાં અનુરૂપ કાર્યાત્મક જૂથો સાથે રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા આપીને રાસાયણિક બંધનો બનાવી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સિડેશન સારવાર કાર્બન તંતુઓની સપાટી પર હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો, કાર્બોક્સિલ જૂથો અને અન્ય કાર્યાત્મક જૂથો રજૂ કરી શકે છે, જેઇપોક્સીરેઝિન મેટ્રિક્સમાં જૂથો અને તેથી વધુ સહસંયોજક બંધનો બનાવે છે. આ રાસાયણિક બંધનની મજબૂતાઈ ભૌતિક બંધન કરતા ઘણી વધારે છે, જે કાર્બન ફાઇબર અને મેટ્રિક્સ સામગ્રી વચ્ચેના ઇન્ટરફેસિયલ બંધન મજબૂતાઈમાં ઘણો સુધારો કરે છે.

સક્રિય કાર્બન ફાઇબરની સપાટીની ઉર્જા પણ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. સપાટીની ઉર્જામાં વધારો થવાથી કાર્બન ફાઇબરને મેટ્રિક્સ સામગ્રી દ્વારા ભીનું કરવાનું સરળ બને છે, આમ કાર્બન ફાઇબરની સપાટી પર મેટ્રિક્સ સામગ્રીના ફેલાવા અને પ્રવેશને સરળ બનાવે છે. કમ્પોઝિટ તૈયાર કરવાની પ્રક્રિયામાં, મેટ્રિક્સ સામગ્રીને કાર્બન ફાઇબરની આસપાસ વધુ સમાનરૂપે વિતરિત કરી શકાય છે જેથી વધુ ગાઢ માળખું બને. આ માત્ર સંયુક્ત સામગ્રીના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારે છે, પરંતુ તેના અન્ય ગુણધર્મોને પણ સુધારે છે, જેમ કે કાટ પ્રતિકાર અને થર્મલ સ્થિરતા.

કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટ તૈયાર કરવા માટે સક્રિય કાર્બન ફાઇબરના અનેક ફાયદા છે.

યાંત્રિક ગુણધર્મોની દ્રષ્ટિએ, સક્રિય થયેલ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસિયલ બોન્ડિંગ મજબૂતાઈકાર્બન ફાઇબરઅને મેટ્રિક્સ મટીરીયલમાં ઘણો સુધારો થયો છે, જે બાહ્ય દળોના સંપર્કમાં આવે ત્યારે કમ્પોઝીટને વધુ સારી રીતે તણાવ ટ્રાન્સફર કરવા સક્ષમ બનાવે છે. આનો અર્થ એ છે કે કમ્પોઝીટના યાંત્રિક ગુણધર્મો જેમ કે તાકાત અને મોડ્યુલસમાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે. ઉદાહરણ તરીકે, એરોસ્પેસ ક્ષેત્રમાં, જેને અત્યંત ઉચ્ચ યાંત્રિક ગુણધર્મોની જરૂર હોય છે, સક્રિય કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટથી બનેલા વિમાનના ભાગો વધુ ઉડાન ભારનો સામનો કરવા અને વિમાનની સલામતી અને વિશ્વસનીયતામાં સુધારો કરવા સક્ષમ છે. રમતગમતના સામાન, જેમ કે સાયકલ ફ્રેમ, ગોલ્ફ ક્લબ, વગેરેના ક્ષેત્રમાં, સક્રિય કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝીટ વધુ સારી શક્તિ અને કઠોરતા પ્રદાન કરી શકે છે, જ્યારે વજન ઘટાડે છે અને રમતવીરોના અનુભવમાં સુધારો કરે છે.

કાટ પ્રતિકારની દ્રષ્ટિએ, સક્રિય કાર્બન તંતુઓની સપાટી પર પ્રતિક્રિયાશીલ કાર્યાત્મક જૂથોના પરિચયને કારણે, આ કાર્યાત્મક જૂથો મેટ્રિક્સ સામગ્રી સાથે વધુ સ્થિર રાસાયણિક બંધન બનાવી શકે છે, આમ સંયોજનોના કાટ પ્રતિકારમાં સુધારો થાય છે. કેટલીક કઠોર પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં, જેમ કે દરિયાઈ પર્યાવરણ, રાસાયણિક ઉદ્યોગ, વગેરે, સક્રિયકાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટકાટ લાગતા માધ્યમોના ધોવાણનો વધુ સારી રીતે પ્રતિકાર કરી શકે છે અને સેવા જીવન લંબાવી શકે છે. આ કેટલાક સાધનો અને માળખાં માટે ખૂબ મહત્વનું છે જેનો ઉપયોગ લાંબા સમય સુધી કઠોર વાતાવરણમાં થાય છે.

થર્મલ સ્થિરતાના સંદર્ભમાં, સક્રિય કાર્બન ફાઇબર અને મેટ્રિક્સ સામગ્રી વચ્ચે સારા ઇન્ટરફેસિયલ બોન્ડિંગ કમ્પોઝિટની થર્મલ સ્થિરતાને સુધારી શકે છે. ઉચ્ચ તાપમાન વાતાવરણ હેઠળ, કમ્પોઝિટ વધુ સારી યાંત્રિક ગુણધર્મો અને પરિમાણીય સ્થિરતા જાળવી શકે છે, અને વિકૃતિ અને નુકસાન માટે ઓછા સંવેદનશીલ હોય છે. આનાથી સક્રિય કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટને ઉચ્ચ-તાપમાન એપ્લિકેશનો, જેમ કે ઓટોમોટિવ એન્જિન ભાગો અને એવિએશન એન્જિન હોટ એન્ડ ભાગોમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન સંભાવનાઓ મળે છે.

પ્રોસેસિંગ કામગીરીની દ્રષ્ટિએ, સક્રિય કાર્બન ફાઇબરમાં સપાટીની પ્રવૃત્તિમાં વધારો થયો છે અને મેટ્રિક્સ સામગ્રી સાથે વધુ સારી સુસંગતતા છે. આનાથી સંયુક્ત સામગ્રીની તૈયારી દરમિયાન કાર્બન ફાઇબરની સપાટી પર મેટ્રિક્સ સામગ્રી ઘૂસણખોરી અને ઉપચાર કરવાનું સરળ બને છે, આમ પ્રક્રિયા કાર્યક્ષમતા અને ઉત્પાદન ગુણવત્તામાં સુધારો થાય છે. તે જ સમયે, સક્રિય કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટની ડિઝાઇનક્ષમતા પણ વધે છે, જે તેમને વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે કસ્ટમાઇઝ કરવાની અને વિવિધ જટિલ ઇજનેરી આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

તેથી, સક્રિયકરણ સારવારકાર્બન ફાઇબરઉચ્ચ-પ્રદર્શન કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટની તૈયારીમાં એક મુખ્ય કડી છે. સક્રિયકરણ સારવાર દ્વારા, કાર્બન ફાઇબરની સપાટીની રચનાને સુધારી શકાય છે જેથી સપાટીની ખરબચડીતા વધે, સક્રિય કાર્યાત્મક જૂથો રજૂ થાય અને સપાટીની ઊર્જામાં સુધારો થાય, જેથી કાર્બન ફાઇબર અને મેટ્રિક્સ સામગ્રી વચ્ચેના ઇન્ટરફેસિયલ બોન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થમાં સુધારો થાય, અને ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મો, કાટ પ્રતિકાર, થર્મલ સ્થિરતા અને પ્રોસેસિંગ કામગીરી સાથે કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટની તૈયારી માટે પાયો નાખે. વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીની સતત પ્રગતિ સાથે, એવું માનવામાં આવે છે કે કાર્બન ફાઇબર સક્રિયકરણ ટેકનોલોજી નવીનતા અને વિકાસ કરવાનું ચાલુ રાખશે, જે કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટના વ્યાપક ઉપયોગ માટે મજબૂત સમર્થન પૂરું પાડશે.

શાંઘાઈ ઓરિસેન ન્યૂ મટિરિયલ ટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડ
એમ: +86 18683776368 (વોટ્સએપ પણ)
ટી:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
સરનામું: નં.૩૯૮ ન્યૂ ગ્રીન રોડ ઝિનબેંગ ટાઉન સોંગજિયાંગ જિલ્લો, શાંઘાઈ