Šiandieninėje sparčios technologinės pažangos eroje anglies pluošto kompozitai dėl savo puikių eksploatacinių savybių pelno vardą įvairiose srityse. Nuo aukščiausios klasės pritaikymo aviacijos ir kosmoso pramonėje iki kasdienių sporto prekių poreikių, anglies pluošto kompozitai parodė didelį potencialą. Tačiau norint paruošti aukštos kokybės anglies pluošto kompozitus, reikia atlikti aktyvinimo apdorojimą...anglies pluoštaiyra labai svarbus žingsnis.
Anglies pluošto paviršiaus elektroninio mikroskopo nuotrauka
Anglies pluoštas, itin efektyvi pluošto medžiaga, pasižymi daugybe patrauklių savybių. Jį daugiausia sudaro anglis ir jis turi pailgą siūlinę struktūrą. Paviršiaus struktūros požiūriu, anglies pluošto paviršius yra gana lygus ir turi mažiau aktyvių funkcinių grupių. Taip yra todėl, kad ruošiant anglies pluoštus, dėl aukštoje temperatūroje vykstančio karbonizavimo ir kitokio apdorojimo anglies pluošto paviršius tampa inertiškesnė. Ši paviršiaus savybė kelia nemažai iššūkių ruošiant anglies pluošto kompozitus.
Lygus paviršius silpnina anglies pluošto ir matricos medžiagos ryšį. Ruošiant kompozitus, matricos medžiagai sunku sudaryti tvirtą ryšį su kompozito paviršiumi.anglies pluoštas, o tai turi įtakos bendroms kompozicinės medžiagos savybėms. Antra, aktyvių funkcinių grupių trūkumas riboja cheminę reakciją tarp anglies pluošto ir matricos medžiagų. Dėl to tarpfazinis ryšys tarp jų daugiausia priklauso nuo fizikinių efektų, tokių kaip mechaninis įterpimas ir kt., kurie dažnai nėra pakankamai stabilūs ir yra linkę atsiskirti veikiant išorinėms jėgoms.
Anglies pluošto audinio tarpsluoksnio sutvirtinimo anglies nanovamzdeliais schema
Norint išspręsti šias problemas, būtinas anglies pluošto aktyvinimo apdorojimas.anglies pluoštairodo reikšmingus pokyčius keliose srityse.
Aktyvinimo apdorojimas padidina anglies pluošto paviršiaus šiurkštumą. Cheminiu oksidavimu, plazminiu apdorojimu ir kitais metodais anglies pluošto paviršiuje galima išgraviruoti mažyčius įdubimus ir griovelius, dėl kurių paviršius tampa šiurkštus. Šis šiurkštus paviršius padidina sąlyčio plotą tarp anglies pluošto ir pagrindo medžiagos, o tai pagerina mechaninį sukibimą tarp jų. Kai matricos medžiaga sujungiama su anglies pluoštu, ji geriau įsitvirtina šiose šiurkščiose struktūrose, sudarydama tvirtesnį ryšį.
Aktyvinimo būdu anglies pluošto paviršiuje galima įvesti daugybę reaktyviųjų funkcinių grupių. Šios funkcinės grupės gali chemiškai reaguoti su atitinkamomis matricos medžiagos funkcinėmis grupėmis ir sudaryti cheminius ryšius. Pavyzdžiui, oksidacijos būdu anglies pluošto paviršiuje galima įvesti hidroksilo, karboksilo ir kitas funkcines grupes, kurios gali reaguoti su...epoksidinė dervagrupės dervos matricoje ir taip toliau, kad sudarytų kovalentinius ryšius. Šio cheminio ryšio stiprumas yra daug didesnis nei fizinio ryšio, o tai labai pagerina tarpfazinį ryšio stiprumą tarp anglies pluošto ir matricos medžiagos.
Aktyvuotos anglies pluošto paviršiaus energija taip pat žymiai padidėja. Padidėjusi paviršiaus energija palengvina anglies pluošto sudrėkinimą matricos medžiaga, todėl matricos medžiaga lengviau pasklinda ir įsiskverbia į anglies pluošto paviršių. Gaminant kompozitus, matricos medžiaga gali būti tolygiau paskirstyta aplink anglies pluoštus, kad susidarytų tankesnė struktūra. Tai ne tik pagerina kompozicinės medžiagos mechanines savybes, bet ir pagerina kitas jos savybes, tokias kaip atsparumas korozijai ir terminis stabilumas.
Aktyvuotos anglies pluoštai turi daug privalumų gaminant anglies pluošto kompozitus.
Kalbant apie mechanines savybes, tarpfazinio sukibimo stiprumas tarp aktyvuotoanglies pluoštai...o matricos medžiaga yra labai patobulinta, todėl kompozitai geriau perneša įtempius, kai jiems veikiamos išorinės jėgos. Tai reiškia, kad kompozitų mechaninės savybės, tokios kaip stiprumas ir modulis, yra žymiai pagerintos. Pavyzdžiui, aviacijos ir kosmoso srityje, kur reikalingos itin didelės mechaninės savybės, orlaivių dalys, pagamintos iš aktyvuotos anglies pluošto kompozitų, gali atlaikyti didesnes skrydžio apkrovas ir pagerinti orlaivio saugumą bei patikimumą. Sporto prekių, tokių kaip dviračių rėmai, golfo lazdos ir kt., srityje aktyvuotos anglies pluošto kompozitai gali užtikrinti didesnį stiprumą ir standumą, tuo pačiu sumažinant svorį ir pagerinant sportininkų patirtį.
Kalbant apie atsparumą korozijai, dėl reaktyviųjų funkcinių grupių įvedimo į aktyvuotos anglies pluošto paviršių, šios funkcinės grupės gali sudaryti stabilesnį cheminį ryšį su matricos medžiaga, taip pagerindamos kompozitų atsparumą korozijai. Kai kuriomis atšiauriomis aplinkos sąlygomis, tokiomis kaip jūros aplinka, chemijos pramonė ir kt., aktyvuotos anglies pluoštoanglies pluošto kompozitaigali geriau atsispirti korozinių terpių erozijai ir prailginti tarnavimo laiką. Tai labai svarbu kai kuriai įrangai ir konstrukcijoms, kurios ilgą laiką naudojamos atšiauriomis sąlygomis.
Kalbant apie terminį stabilumą, geras tarpfazinis aktyvuotos anglies pluošto ir matricos medžiagos sukibimas gali pagerinti kompozitų terminį stabilumą. Aukštoje temperatūroje kompozitai gali išlaikyti geresnes mechanines savybes ir matmenų stabilumą, yra mažiau linkę deformuotis ir pažeisti. Dėl to aktyvuotos anglies pluošto kompozitai turi plačias taikymo galimybes aukštos temperatūros srityse, pavyzdžiui, automobilių variklių dalyse ir aviacijos variklių karštojo galo dalyse.
Kalbant apie apdorojimo našumą, aktyvuotos anglies pluoštai pasižymi padidintu paviršiaus aktyvumu ir geresniu suderinamumu su matricos medžiaga. Tai palengvina matricos medžiagos įsiskverbimą ir kietėjimą anglies pluošto paviršiuje kompozicinės medžiagos ruošimo metu, taip pagerinant apdorojimo efektyvumą ir produkto kokybę. Tuo pačiu metu pagerėja ir aktyvuotos anglies pluošto kompozitų projektavimo galimybės, todėl juos galima pritaikyti įvairioms reikmėms ir atitikti įvairius sudėtingus inžinerinius reikalavimus.
Todėl aktyvinimo gydymasanglies pluoštaiyra pagrindinė grandis ruošiant aukštos kokybės anglies pluošto kompozitus. Aktyvinimo būdu galima pagerinti anglies pluošto paviršiaus struktūrą, padidinti paviršiaus šiurkštumą, įvesti aktyvias funkcines grupes ir pagerinti paviršiaus energiją, taip pagerinant anglies pluošto ir matricos medžiagos tarpfazinį sukibimo stiprumą ir sudarant sąlygas gaminti anglies pluošto kompozitus, pasižyminčius puikiomis mechaninėmis savybėmis, atsparumu korozijai, terminiu stabilumu ir apdorojimo savybėmis. Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, manoma, kad anglies pluošto aktyvinimo technologija ir toliau diegs naujoves ir vystysis, suteikdama tvirtesnę paramą plačiam anglies pluošto kompozitų taikymui.
Šanchajaus „Orisen New Material Technology Co., Ltd.“
M: +86 18683776368 (taip pat WhatsApp)
Tel.: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresas: NO.398 New Green Road, Xinbang Town, Songjiang District, Shanghai
Įrašo laikas: 2024-09-04