Көміртекті талшықты модификациялау

I. Көміртекті талшықты модификациялау мақсаты

арасындағы үйлесімділікті жақсартукөміртекті талшықжәне матрица: Композиттік материалдардың механикалық қасиеттерін жақсарту және талшық беті мен матрица арасындағы механикалық блоктауды, физикалық адгезияны және химиялық байланысты нығайту.

Фазааралық байланысты жақсарту: Өндіріс кезінде көміртекті талшықтар 1000℃ жоғары температурада карбонизациядан өтеді, нәтижесінде белсенді функционалды топтар жоқ тегіс бет пайда болады. Бұл композициялық материалдың қабатаралық ығысу беріктігіне тікелей әсер ететін беттік инерттілікке, полимерлерге нашар адгезияға және әлсіз фазааралық байланысқа әкеледі.

Беттік белсенділікті арттыру: Бұл көміртекті талшық пен матрицалық материал арасында кернеу жүктемесін тиімді тасымалдауға мүмкіндік береді, осылайша өнеркәсіптік қолданбаларда талшық материалының мәнін арттырады.

Талшықтардың қасиеттерін жақсарту: Бұл талшық бетіне P, B және Zn сияқты элементтердің микроэлементтерін енгізу немесе металл немесе металл емес қабаттармен жабу арқылы қол жеткізуге болатын температураға төзімділік пен тотығуға төзімділікті жақсартуды қамтиды.

II. Модификация механизмін талдау

1. Физикалық модификация механизмі: Көміртекті талшықтардың физикалық модификациясы негізінен беттің кедір-бұдыры мен меншікті бетінің ауданын ұлғайту арқылы фазааралық күшейтуге қол жеткізеді:

Бетінің кедір-бұдырлығын арттыру: газ-фазалық тотығу және плазмалық өңдеу сияқты әдістер көміртекті талшықтардың бетінің кедір-бұдырлығын айтарлықтай арттыруы мүмкін. «Атмосфералық қысымды аргонды плазмалық өңдеу көміртекті талшық бетіндегі оттегінің құрамын 22,5%-ға арттыруға, судың жанасу бұрышын 45,1°-қа дейін төмендетуге және 300 секунд өңдеуден кейін созылу беріктігін 3,23 ГПа деңгейінде сақтауға мүмкіндік береді». AFM сынағы беттің кедір-бұдырлығы (Ra) 0,31 мкм-ден 0,47 мкм-ге дейін өскенін көрсетті.

Беткейді сызу және белсендіру: «Қабат-қабат тотығуды тегістеу және функционалдық топты өзгертудің біріктірілген процесі» арқылы электрохимиялық тотығу өңдеу көміртекті талшық бетінде микрокеуектер мен ойықтар жасайды, механикалық блоктау әсерін арттырады.

Беттік морфологияны жақсарту: «Плазмалық өңдеу физикалық бомбалау арқылы ластаушы заттарды жояды және гидроксил/карбоксил белсенді топтарын енгізеді, бұл қабат аралық ығысу беріктігін айтарлықтай жақсартады».

2. Химиялық модификация механизмі

Көміртекті талшықтардың химиялық модификациясы негізінен белсенді функционалды топтарды енгізу арқылы фазааралық жақсартуға қол жеткізеді:

Құрамында оттегі бар функционалдық топтарды енгізу: Сұйық фазалық тотығу (тотықтырғыш ретінде концентрлі азот қышқылын, концентрлі күкірт қышқылын, сутегі асқын тотығын және т.б. пайдалану) және электрохимиялық тотығу құрамында оттегі бар функционалдық топтардың (мысалы, гидроксил және карбон бетіндегі талшықтар топтары) түрлерін және санын айтарлықтай арттыруы мүмкін. «Электролиттік потенциометриялық өңдеу көміртекті талшық бетіндегі оттегінің құрамын 9,36%-дан 18,04%-ға дейін арттыруға, жанасу бұрышын 90,2°-тан 62,4°-қа дейін төмендетуге және қабатаралық ығысу беріктігін 56%-ға дейін арттыруға мүмкіндік береді».

Химиялық байланыстың түзілуі: «DA немесе полидофамин (PDA) негізінен Шифф негізі реакциясы арқылы көміртегі талшығының бетіндегі -C=O және -COO- функционалдық топтарымен молекуладағы -NH₂ реакциясына түсіп, көміртекті талшықтың бетінде тұрақты химиялық байланыстарды құра отырып, химиялық егудің модификациясына қол жеткізеді.

Беттік егу реакциясы: Беттік егу әдісі «көміртекті талшықты белсенді мономерлердің атмосферасына орналастыруды қамтиды, мұнда инициатордың әсерінен мономерлер талшықтағы белсенді топтармен немесе шеткі көміртегі атомдарымен әрекеттеседі».

Арнайы модификация әдісі: «NH₄HCO₃ ерітіндісінде талшық беті негізінен судың электролиттік оттегінің бөліну реакциясына және кейбір электроактивті заттардың электрохимиялық тотығу реакциясына ұшырайды; талшық бетіндегі әртүрлі оттегі бар функционалдық топтардың құрамы өңдеу уақытының ұзаруымен үздіксіз өзгереді, ал NH₄ функционалдық топтардың үлкен санымен талшықтар бетіндегі реакциясы талшықтардың көп мөлшерін енгізеді. талшық бетіне». Қоспа агентінің модификациясы: «Химиялық байланысқан интерфейс қабатын құра отырып, көміртекті талшықтардың бетін өңдеу үшін аминосиланды біріктіру агенті (KH550) пайдаланылды.

Модификациядан кейін: белсенді функционалдық топтардың саны артты: O-C=O мазмұны 95,24%-ға, ал C=O мазмұны 508,45%-ға артып, шайырдың көбірек байланысу орындарын құрады.

III. Модификациялық әсерлердің кешенді орындалуы

Модификациядан кейін көміртекті талшықтардың беткі полярлығы айтарлықтай жақсарды, жанасу бұрышы төмендеді және суланғыштық жақсарды, осылайша композиттік материалдың фазааралық қасиеттерін тиімді жақсартты. «Бетті модификациялау технологиясы көміртекті талшықтардың беттік белсенділігін арттырады, көміртекті талшықтар мен матрицалық материал арасындағы фазааралық қасиеттерді нығайтады және олардың матрицаға адгезиясын жақсартады».

Практикалық қолданбаларда модификацияланған көміртекті талшықтар мен шайыр матрицасы арасындағы фазааралық ығысу күші айтарлықтай жақсарды. «DA-түрлендірілген көміртекті талшықтар мен эпоксидті шайыр E51 IFSS 65,32 МПа дейін өсті, модификацияланбаған көміртекті талшықтармен салыстырғанда 47,35% өсті».

Қысқаша,көміртекті талшықмодификация физикалық және химиялық механизмдер арқылы көміртекті талшықтар мен матрица арасындағы фазалық қасиеттерді тиімді жақсартады, осылайша композиттік материалдың жалпы өнімділігін айтарлықтай жақсартады.

Semicorex жоғары сапаны ұсынадыкөміртекті талшықты композицияөнімдер. Егер сізде қандай да бір сұрақтар болса немесе қосымша мәліметтер қажет болса, бізбен байланысудан тартынбаңыз.

Байланыс телефоны +86-13567891907

Электрондық пошта: sales@semicorex.com