Karbon Fiber Modifikasiyası

I. Karbon Fiber Modifikasiyasının Məqsədi

arasında uyğunluğun təkmilləşdirilməsikarbon lifivə matris: Kompozit materialların mexaniki xassələrinin gücləndirilməsi və lif səthi ilə matris arasında mexaniki birləşmənin, fiziki yapışmanın və kimyəvi birləşmənin gücləndirilməsi.

Fazalararası birləşmənin yaxşılaşdırılması: İstehsal zamanı karbon lifləri 1000℃-dən yuxarı yüksək temperaturda karbonlaşma müalicəsinə məruz qalır, nəticədə aktiv funksional qruplar olmayan hamar bir səth yaranır. Bu, kompozit materialın interlaminar kəsmə gücünə birbaşa təsir edən səthin hərəkətsizliyinə, polimerlərə zəif yapışmasına və zəif interfasial birləşməyə gətirib çıxarır.

Səth aktivliyinin artırılması: Bu, karbon lifi və matris materialı arasında effektiv gərginlik yükünün ötürülməsinə imkan verir və bununla da sənaye tətbiqlərində lif materialının dəyərini artırır.

Lif xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması: Buraya temperatur müqavimətinin və oksidləşmə müqavimətinin yaxşılaşdırılması daxildir ki, bu da lif səthinə P, B və Zn kimi elementlərin iz miqdarının daxil edilməsi və ya metal və ya qeyri-metal təbəqələrlə örtülməsi ilə əldə edilə bilər.

II. Modifikasiyanın Mexanizm Təhlili

1. Fiziki Modifikasiya Mexanizmi: Karbon liflərinin fiziki modifikasiyası əsasən səth pürüzlülüyünü və xüsusi səth sahəsini artırmaqla interfasial möhkəmləndirməyə nail olur:

Səth pürüzlülüyünün artırılması: Qaz fazalı oksidləşmə və plazma müalicəsi kimi üsullar karbon liflərinin səthi pürüzlülüyünü əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər. "Atmosfer təzyiqi ilə arqon plazma ilə emalı karbon lifinin səthindəki oksigen miqdarını 22,5% artıra, suyun təmas bucağını 45,1°-ə endirə və 300 saniyəlik müalicədən sonra dartılma gücünü 3,23 GPa səviyyəsində saxlaya bilər." AFM testi göstərdi ki, səth pürüzlülüyü (Ra) 0,31 μm-dən 0,47 μm-ə qədər artıb.

Səthin aşındırılması və aktivləşdirilməsi: Elektrokimyəvi oksidləşmə müalicəsi, "lay-lay oksidləşmənin birləşmiş prosesi və funksional qrup dəyişiklikləri" vasitəsilə karbon lifinin səthində mikroməsamələr və yivlər yaradır, mexaniki bir-birinə bağlanma effektini artırır.

Səthin morfologiyasının təkmilləşdirilməsi: "Plazma müalicəsi fiziki bombardman vasitəsilə çirkləndiriciləri təmizləyir və hidroksil/karboksil aktiv qrupları təqdim edərək təbəqələrarası kəsilmə gücünü əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır."

2. Kimyəvi modifikasiya mexanizmi

Karbon liflərinin kimyəvi modifikasiyası, əsasən, aktiv funksional qrupların tətbiqi ilə interfasial güclənməyə nail olur:

Oksigen tərkibli funksional qrupların tətbiqi: Maye fazalı oksidləşmə (oksidləşdiricilər kimi konsentratlaşdırılmış nitrat turşusu, konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu, hidrogen peroksid və s. istifadə etməklə) və elektrokimyəvi oksidləşmə oksigen tərkibli funksional qrupların (məsələn, hidroksil və karboks səthində) növlərini və sayını əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər. "Elektrolitik potensiometrik müalicə karbon lifinin səthindəki oksigen miqdarını 9,36% -dən 18,04% -ə qədər artıra bilər, təmas bucağını 90,2 ° -dən 62,4 ° -ə qədər azalda bilər və interlaminar kəsmə gücünü 56% -ə qədər artıra bilər."

Kimyəvi Bağın Yaranması: "DA və ya polidopamin (PDA) əsasən karbon lifi səthində -C=O və -COO- funksional qrupları ilə molekuldakı -NH₂ ilə reaksiya verərək, karbon lifi səthində sabit kimyəvi bağlar yaradaraq, Schiff əsas reaksiyası ilə kimyəvi peyvənd modifikasiyasına nail olur."

Səthi aşılama reaksiyası: Səthi aşılama üsulu "karbon lifinin aktiv monomerlər atmosferinə yerləşdirilməsini, burada təşəbbüskarın təsiri altında monomerlərin aktiv qruplarla və ya lifin kənarındakı karbon atomları ilə reaksiya verməsini" nəzərdə tutur.

Xüsusi Modifikasiya Metodu: "NH₄HCO₃ məhlulunda lif səthi əsasən suyun elektrolitik oksigen buraxma reaksiyasına və bəzi elektroaktiv maddələrin elektrokimyəvi oksidləşmə reaksiyasına məruz qalır; lif səthində müxtəlif oksigen tərkibli funksional qrupların tərkibi müalicə müddətinin uzadılması ilə davamlı olaraq dəyişir və NH₄HCO₄ məhlulunda lif səthində çoxlu sayda funksional qrupların NH₄ səthinə çoxlu funksional qrupları daxil olur. lif səthinə." Birləşdirmə agentinin modifikasiyası: "Kimyəvi birləşmiş interfeys təbəqəsi meydana gətirərək, karbon liflərinin səthini müalicə etmək üçün bir aminosilan birləşmə agenti (KH550) istifadə edilmişdir.

Modifikasiyadan sonra: aktiv funksional qrupların sayı artdı: O-C=O tərkibi 95,24% artdı və C=O tərkibi 508,45% artaraq daha çox qatran bağlama yerləri meydana gətirdi."

III. Modifikasiya Effektlərinin Kompleks Performansı

Modifikasiyadan sonra karbon liflərinin səth polaritesi əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdı, təmas bucağı azaldı və ıslanma qabiliyyəti yaxşılaşdı və bununla da kompozit materialın interfasial xüsusiyyətlərini effektiv şəkildə yaxşılaşdırdı. “Səthin modifikasiyası texnologiyası karbon liflərinin səthi aktivliyini artırır, karbon lifləri ilə matris materialı arasında interfasion xassələri gücləndirir və onların matrisə yapışmasını yaxşılaşdırır”.

Praktik tətbiqlərdə dəyişdirilmiş karbon lifləri və qatran matrisi arasında interfasial kəsmə gücü əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdı. "DA-dəyişdirilmiş karbon lifləri və E51 epoksi qatranının IFSS-i dəyişdirilməmiş karbon lifləri ilə müqayisədə 47,35% artımla 65,32 MPa-ya yüksəldi."

Xülasə,karbon lifimodifikasiya həm fiziki, həm də kimyəvi mexanizmlər vasitəsilə karbon lifləri və matris arasında interfasial xassələri effektiv şəkildə yaxşılaşdırır və bununla da kompozit materialın ümumi performansını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.

Semicorex yüksək keyfiyyət təklif edirkarbon lifli kompozitməhsullar. Hər hansı bir sualınız varsa və ya əlavə məlumatlara ehtiyacınız varsa, bizimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.

Əlaqə telefonu +86-13567891907

E-poçt: sales@semicorex.com