Anglies pluošto modifikavimas

I. Anglies pluošto modifikavimo tikslas

Suderinamumo gerinimas tarpanglies pluoštasir matrica: pagerina kompozicinių medžiagų mechanines savybes ir sustiprina mechaninį blokavimą, fizinį sukibimą ir cheminį ryšį tarp pluošto paviršiaus ir matricos.

Sąsajų sukibimo gerinimas: Gamybos metu anglies pluoštai yra apdorojami aukštoje temperatūroje virš 1000 ℃, todėl paviršius yra lygus, kuriame nėra aktyvių funkcinių grupių. Tai lemia paviršiaus inertiškumą, blogą sukibimą su polimerais ir silpną sąsajų sukibimą, tiesiogiai veikiantį kompozitinės medžiagos tarpsluoksninį šlyties stiprumą.

Paviršiaus aktyvumo didinimas: Tai leidžia efektyviai perkelti įtempių apkrovą tarp anglies pluošto ir matricos medžiagos, taip padidinant pluoštinės medžiagos vertę pramonėje.

Pluošto savybių gerinimas: Tai apima atsparumo temperatūrai ir atsparumo oksidacijai gerinimą, kurį galima pasiekti įvedant nedidelius kiekius elementų, tokių kaip P, B ir Zn, ant pluošto paviršiaus arba padengiant metaliniais arba nemetaliniais sluoksniais.

II. Modifikacijos mechanizmo analizė

1. Fizinio modifikavimo mechanizmas: fizinis anglies pluošto modifikavimas daugiausia sutvirtina paviršių padidinant paviršiaus šiurkštumą ir specifinį paviršiaus plotą:

Paviršiaus šiurkštumo didinimas: tokie metodai kaip oksidacija dujų fazėje ir apdorojimas plazma gali žymiai padidinti anglies pluošto paviršiaus šiurkštumą. "Apdorojimas atmosferos slėgiu argonu plazmoje gali padidinti deguonies kiekį anglies pluošto paviršiuje 22,5%, sumažinti vandens sąlyčio kampą iki 45,1°, o po 300 sekundžių apdorojimo išlaikyti atsparumą tempimui 3,23 GPa." AFM bandymai parodė, kad paviršiaus šiurkštumas (Ra) padidėjo nuo 0,31 μm iki 0,47 μm.

Paviršiaus ėsdinimas ir aktyvinimas: elektrocheminis oksidacijos apdorojimas, naudojant "kombinuotą sluoksnio oksidacijos ėsdinimo ir funkcinių grupių keitimo procesą", sukuria mikroporas ir griovelius ant anglies pluošto paviršiaus, padidindamas mechaninį blokavimo efektą.

Paviršiaus morfologijos tobulinimas: "Plazminis apdorojimas pašalina teršalus fiziniu bombardavimu ir įveda aktyvias hidroksilo / karboksilo grupes, žymiai pagerindamas tarpsluoksnio šlyties stiprumą."

2. Cheminio modifikavimo mechanizmas

Cheminis anglies pluošto modifikavimas daugiausia pagerina sąsają, įvedant aktyvias funkcines grupes:

Deguonies turinčių funkcinių grupių įvedimas: Skystosios fazės oksidacija (kaip oksidantais naudojant koncentruotą azoto rūgštį, koncentruotą sieros rūgštį, vandenilio peroksidą ir kt.) ir elektrocheminė oksidacija gali žymiai padidinti deguonies turinčių funkcinių grupių (pvz., hidroksilo ir karboksilo grupių) tipus ir skaičių ant anglies pluošto paviršiaus. "Elektrolitinis potenciometrinis apdorojimas gali padidinti deguonies kiekį anglies pluošto paviršiuje nuo 9,36% iki 18,04%, sumažinti kontaktinį kampą nuo 90,2 ° iki 62,4 ° ir padidinti tarpsluoksninį šlyties stiprumą iki 56%.

Cheminio ryšio formavimas: "DA arba polidopaminas (PDA) daugiausia pasiekia cheminio skiepijimo modifikaciją, reaguodamas molekulėje esantį -NH2 su -C=O ir -COO- funkcinėmis grupėmis anglies pluošto paviršiuje per Schiff bazinę reakciją, sudarydamas stabilias chemines jungtis ant anglies pluošto paviršiaus."

Paviršiaus skiepijimo reakcija: Paviršiaus skiepijimo metodas apima „anglies pluošto patalpinimą į aktyvių monomerų atmosferą, kur, veikiant iniciatoriui, monomerai reaguoja su pluošto aktyviomis grupėmis arba kraštiniais anglies atomais“.

Specialus modifikavimo metodas: „NH₄HCO₃ tirpale pluošto paviršiuje daugiausia vyksta elektrolitinė vandens deguonies išsiskyrimo reakcija ir kai kurių elektroaktyvių medžiagų elektrocheminė oksidacijos reakcija; įvairių deguonies turinčių funkcinių grupių kiekis pluošto paviršiuje nuolat kinta ilgėjant apdorojimo laikui, o NH₄⁺ reakcija su pluošto paviršiaus funkcinėmis grupėmis įveda daug pluošto paviršiaus funkcinių grupių. Sukabinimo agento modifikacija: "Anglies pluošto paviršiui apdoroti buvo naudojamas aminosilanas jungiamasis agentas (KH550), sudarantis chemiškai sujungtą sąsajos sluoksnį.

Po modifikacijos: padidėjo aktyvių funkcinių grupių skaičius: O-C=O kiekis padidėjo 95,24%, o C=O kiekis padidėjo 508,45%, suformuojant daugiau dervos surišimo vietų.

III. Visapusiškas modifikavimo efektų atlikimas

Po modifikavimo žymiai pagerėjo anglies pluošto paviršiaus poliškumas, sumažėjo kontaktinis kampas ir pagerėjo drėkinamumas, todėl efektyviai pagerintos kompozicinės medžiagos sąsajos savybės. "Paviršiaus modifikavimo technologija padidina anglies pluošto paviršiaus aktyvumą, sustiprina sąsajos savybes tarp anglies pluošto ir matricos medžiagos ir pagerina jų sukibimą su matrica."

Praktikoje žymiai pagerėjo modifikuotų anglies pluoštų ir dervos matricos sąsajos šlyties stipris. "DA modifikuoto anglies pluošto ir epoksidinės dervos E51 IFSS padidėjo iki 65,32 MPa, ty 47,35% daugiau, palyginti su nemodifikuotu anglies pluoštu."

Apibendrinant,anglies pluoštasmodifikavimas efektyviai pagerina sąsajos tarp anglies pluošto ir matricos savybes tiek fiziniais, tiek cheminiais mechanizmais, taip žymiai pagerindamas bendrą kompozicinės medžiagos veikimą.

Semicorex siūlo aukštos kokybėsanglies pluošto kompozitasproduktų. Jei turite klausimų ar reikia papildomos informacijos, nedvejodami susisiekite su mumis.

Telefonas pasiteirauti # +86-13567891907

paštas: sales@semicorex.com