Bazalt liflərinin mexaniki xüsusiyyətlərinə müxtəlif modifikasiya metodlarının təsirlərinin müqayisəsi
1. Silan birləşdirici maddə modifikasiyasının mexaniki xüsusiyyətlərə təsiri
Silan birləşdirici maddələr (məsələn, KH-550 və KH-570) bazalt liflərinin səthində reaktiv örtük əmələ gətirir Kimyəvi liflər və substrat arasındakı sətharası əlaqəni yaxşılaşdıran və eyni zamanda liflərin mexaniki xüsusiyyətlərinə müəyyən təsir göstərən yapışma.
KH-550 Modifikasiya Edilib:
Üstünlüklər: lif səthində kimyəvi bir əlaqə yaradır və lifin özünün mexaniki xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə zərər vermədən lif ilə substrat arasındakı yapışmanı yaxşılaşdırır.
Təsir: Tədqiqatlar göstərir ki, KH-550 modifikasiyasından sonra bazalt liflərinin dartılma möhkəmliyi və elastiklik modulu əsasən dəyişməz qalır, lakin səthlərarası bağlayıcı xüsusiyyətlərin yaxşılaşması səbəbindən kompozit materialın ümumi mexaniki xüsusiyyətləri əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır.
KH-570 modifikasiyası:
Üstünlüklər: KH-570 bazalt liflərinin səthini kobudlaşdırır və onların matrislə mexaniki birləşməsini artırır.
Təsir: Səthin kobudlaşması liflərin dartılma möhkəmliyini bir qədər azalda bilsə də, kompozitin ümumi möhkəmliyi, sərtliyi və davamlılığı səthlərarası bağlanma xüsusiyyətlərinin yaxşılaşması səbəbindən əhəmiyyətli dərəcədə artır.
2. Səthi aktiv maddə modifikasiyasının mexaniki xüsusiyyətlərə təsiri
Kationik səthi aktiv maddələr (məsələn, CTAC) əsasən fiziki adsorbsiya yolu ilə lif səthində örtük əmələ gətirir və onların əsas məqsədi liflərin hidrofilliyini və dispersiyasını yaxşılaşdırmaqdır.
Üstünlük:Səthi aktiv maddə modifikasiyası lif səthində demək olar ki, heç bir kimyəvi aşınma təsiri göstərmir, buna görə də lifin mexaniki xüsusiyyətlərinə daha az təsir göstərir.
Təsir: Lifin dartılma möhkəmliyi və elastiklik modulu CTAC modifikasiyasından sonra əsasən dəyişməz qalır. Modifikasiya əsasən liflərin dispersiyasını və hidrofilliyini yaxşılaşdırır, beləliklə, matris materialı lifləri bərabər şəkildə bükür və beləliklə, kompozitlərin mexaniki xüsusiyyətlərini dolayı yolla yaxşılaşdırır.
3. Nano silisium örtük modifikasiyasının mexaniki xüsusiyyətlərə təsiri
Nano-silika örtüyü, bazalt liflərinin səthində vahid nanopartikül təbəqəsi əmələ gətirərək liflər və matris arasında səth pürüzlülüyünü və interfeys bağlanma qabiliyyətini artırır.
Üstünlük: Nano-silisium hissəcikləri lif səthində "körpü" rolunu oynayır və liflə matris arasındakı əlaqəni gücləndirir.
Təsir:Silisium nanopartikullarının örtüyü lif səthinə yüngül fiziki ziyan vura bilər, lakin liflərin dartılma möhkəmliyinə təsiri azdır (adətən 5%-dən az). Modifikasiyadan sonra kompozit materialın ümumi mexaniki xüsusiyyətləri (məsələn, dartılma möhkəmliyi, əyilmə möhkəmliyi) 15%-30%-ə qədər əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırıla bilər.
4. Üzvi dəmir maye faza çöküntü modifikasiyasının mexaniki xüsusiyyətlərə təsiri
Üzvi dəmir maye fazalı çökmə metodu əsasən bazalt liflərinin bio-yapışma qabiliyyətini artırmaq üçün istifadə olunur və mexaniki xüsusiyyətlərin artırılması daha dolayı yolla həyata keçirilir.
Üstünlük: örtüyün əmələ gəlməsi lifin mexaniki xüsusiyyətlərinə az təsir göstərir və əsasən lifin funksionallığını artırır.
Təsir:örtük təbəqəsi lifin sərtliyini bir qədər artıra bilər, lakin dartılma və ya əyilmə möhkəmliyinə təsiri əhəmiyyətli deyil. Modifikasiya olunmuş kompozitlərin mexaniki xüsusiyyətləri məhduddur və onlar ətraf mühitin mühafizəsi sahəsində daha çox istifadə olunur.
5. Digər fiziki və ya kimyəvi dəyişikliklərin mexaniki xüsusiyyətlərə təsiri
Fiziki üsullar (məsələn, istilik müalicəsi):
İstilik emalı lifin səth quruluşunu dəyişdirə bilər, lakin lifin özünə istilik ziyanı vura bilər və bu da dartılma möhkəmliyinin azalmasına səbəb olur. Müvafiq istilik emalı lif səthindəki çirk qatının təmizlənməsinə kömək edir və beləliklə, liflə matris arasındakı sətharası bağlayıcı xüsusiyyətləri dolayı yolla yaxşılaşdırır.
Kimyəvi aşındırma modifikasiyası:
Kimyəvi aşındırma (məsələn, turşu ilə işləmə) lif səthini kobudlaşdırır və səthin mexaniki yerləşməsini artırır. Lakin, aşındırma lifin özünü zəiflədə bilər və nəticədə dartılma xüsusiyyətlərinin itirilməsinə səbəb ola bilər ki, bu da ölçülməlidir.
Hərtərəfli Müqayisə Cədvəli
| Modifikasiya Metodları | Mexaniki xüsusiyyətlər birbaşa təsir göstərir | Kompozitlərin ümumi mexaniki xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması | Əsas Təsir Mexanizmi |
| Silan birləşdirici maddə (KH-550) | Əsasən təsirlənməyib | Əhəmiyyətli dərəcədə artırın | Təkmilləşdirilmiş sətharası bağ üçün kimyəvi bağ |
| Silan birləşdirici agenti (KH-570) | Səthin kobudlaşması liflərin bir qədər zəifləməsinə səbəb olur | Əhəmiyyətli dərəcədə artırın | Təkmilləşdirilmiş mexaniki yerləşdirmə |
| CTAC səthi aktiv maddəsi | Əsasən təsirlənməyib | Dolayı təşviq | Təkmilləşdirilmiş dispersiya və hidrofillik |
| Nano Silikon Dioksid Örtüyü | Lif gücünün bir qədər zəifləməsi (5%-dən çox olmamaq şərti ilə). | Əhəmiyyətli dərəcədə artırın (15%-30%) | Kobudluğu artırır və interfeys uyğunluğunu artırır |
| Üzvi dəmir çöküntüsünün modifikasiyası | Əsasən təsirlənməyib | Məhdud təşviqat | Təkmilləşdirilmiş bio-əlaqə |
| isti emal (məsələn, metal) | Lif möhkəmliyinin itirilməsi ilə nəticələnən termal zədələnməyə səbəb ola bilər | Dolayı təşviq | Səth çirk qatının çıxarılması və səthlərarası bağlanma xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması |
| Kimyəvi aşındırma modifikasiyası | Kobudlaşma səthlərarası əlaqəni gücləndirir, lakin lifləri zəiflədə bilər | Məhdud təşviqat | Təkmilləşdirilmiş mexaniki yerləşdirmə üçün səthin sərtləşdirilməsi |
Nəticə
- Silan birləşdirici maddə və nano-silika örtüyü hazırda bazalt liflərinin mexaniki xüsusiyyətlərinə ən az təsir göstərən, eyni zamanda kompozitlərin ümumi mexaniki xüsusiyyətlərini ən əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıran modifikasiya üsullarıdır.
- Səthi aktiv maddənin modifikasiyası liflərin mexaniki xüsusiyyətlərinə demək olar ki, birbaşa təsir göstərmir və liflərin dispersiyasını və ya hidrofilliyini yaxşılaşdırmaq lazım olan ssenarilər üçün uyğundur.
- Kimyəvi aşındırma və istilik müalicəsi ehtiyatla istifadə olunmalıdır, çünki onlar səthlərarası bağlayıcı xüsusiyyətləri yaxşılaşdıra bilsələr də, liflərin mexaniki xüsusiyyətlərinin azalmasına səbəb ola bilər.
- Modifikasiya metodunun seçimi, lifin özünün performansını və kompozit materialın ümumi performansını ölçmək üçün tətbiq tələblərinə əsaslanmalıdır ki, effekti yaxşılaşdırsın.
