Bazalt liflərinin mexaniki xassələrinə müxtəlif modifikasiya üsullarının təsirlərinin müqayisəsi
1. Silan birləşdirici agent modifikasiyasının mexaniki xassələrə təsiri
Silan birləşdirici maddələr (məsələn, KH-550 və KH-570) bazalt liflərinin səthində reaktiv örtük əmələ gətirir. Kimyəvi liflər və substrat arasında fazalararası əlaqəni yaxşılaşdıran və eyni zamanda, liflərin mexaniki xüsusiyyətlərinə müəyyən təsir göstərən bağlama.
KH-550 dəyişdirildi:
Üstünlüklər: lif səthində kimyəvi bir əlaqə yaratmaq və lifin özünün mexaniki xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə zərər vermədən lif ilə substrat arasında yapışmanı yaxşılaşdırmaq.
Təsir: Tədqiqatlar göstərir ki, KH-550 modifikasiyasından sonra bazalt liflərinin dartılma gücü və elastiklik modulu əsasən dəyişməz qalır, lakin fazalararası birləşmə xassələrinin yaxşılaşması hesabına kompozit materialın ümumi mexaniki xassələri əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır.
KH-570 modifikasiyası:
Üstünlüklər: KH-570 bazalt liflərinin səthini kobudlaşdırır və onların matrislə mexaniki yerləşdirilməsini gücləndirir.
Təsir: Səthin pürüzləndirilməsi liflərin dartılma gücünü bir qədər azalda bilsə də, kompozitin ümumi möhkəmliyi, möhkəmliyi və davamlılığı təkmilləşdirilmiş fazalararası birləşdirmə xüsusiyyətlərinə görə əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırılır.
2. Səthi aktiv maddənin modifikasiyasının mexaniki xassələrə təsiri
Katyonik səthi aktiv maddələr (məsələn, CTAC) əsasən fiziki adsorbsiya yolu ilə lif səthində örtük əmələ gətirir və onların əsas məqsədi liflərin hidrofilliyini və dağılma qabiliyyətini yaxşılaşdırmaqdır.
Üstünlük:Səthi aktiv maddənin modifikasiyası lif səthinə demək olar ki, heç bir kimyəvi eroziya təsiri göstərmir, buna görə də lifin mexaniki xüsusiyyətlərinə daha az təsir göstərir.
Təsir: Lifin dartılma gücü və elastik modulu CTAC modifikasiyasından sonra əsasən dəyişməz qalır. Modifikasiya əsasən liflərin dağılma qabiliyyətini və hidrofilliyini yaxşılaşdırır, beləliklə, matris materialı lifləri bərabər şəkildə bükür və beləliklə, dolayı yolla kompozitlərin mexaniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırır.
3. Nano silisium örtüyünün modifikasiyasının mexaniki xassələrə təsiri
Nano-silikat örtük bazalt liflərinin səthində vahid nanohissəciklər təbəqəsi meydana gətirərək liflər və matrisa arasında səth pürüzlülüyünü və fazalararası birləşmə qabiliyyətini yaxşılaşdırır.
Üstünlük: Nano-silika hissəcikləri lifin səthində “körpü” rolunu oynayır, lif və matris arasındakı əlaqəni gücləndirir.
Təsir:Silisium nanohissəciklərinin örtülməsi lif səthinə cüzi fiziki ziyan vura bilər, lakin onun liflərin dartılma gücünə təsiri kiçikdir (adətən 5%-dən az). Modifikasiyadan sonra kompozit materialın ümumi mexaniki xassələri (məsələn, dartılma gücü, əyilmə gücü) 15%-30%-ə qədər əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırıla bilər.
4. Üzvi dəmirin maye fazasının çökmə modifikasiyasının mexaniki xassələrə təsiri
Üzvi dəmir maye fazasının çökmə üsulu əsasən bazalt liflərinin bio-yapışma qabiliyyətini artırmaq üçün istifadə olunur və onun mexaniki xüsusiyyətlərinin artırılması daha dolayıdır.
Üstünlük: örtüyün formalaşması lifin mexaniki xüsusiyyətlərinə kiçik təsir göstərir və əsasən lifin funksionallığını artırır.
Təsir:örtük təbəqəsi lifin sərtliyini bir qədər artıra bilər, lakin dartılma və ya əyilmə gücünə təsir əhəmiyyətli deyil. Modifikasiya edilmiş kompozitlərin mexaniki xassələri məhduddur və ətraf mühitin mühafizəsi sahəsində daha çox istifadə olunur.
5. Digər fiziki və ya kimyəvi dəyişikliklərin mexaniki xassələrə təsiri
Fiziki üsullar (məsələn, istilik müalicəsi):
İstilik müalicəsi lifin səth quruluşunu dəyişə bilər, lakin lifin özünə termal zərər verə bilər, nəticədə dartılma gücü azalır. Müvafiq istilik müalicəsi lif səthində çirkli təbəqənin çıxarılmasına kömək edir, beləliklə, dolayı yolla lif və matris arasında interfasial birləşmə xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırır.
Kimyəvi aşındırma modifikasiyası:
Kimyəvi aşındırma (məsələn, turşu müalicəsi) lif səthini kobudlaşdırır və interfeysin mexaniki yerləşdirilməsini gücləndirir. Bununla belə, aşındırma lifin özünü zəiflədə bilər, nəticədə çəkilməli olan dartılma xüsusiyyətlərinin itirilməsi ilə nəticələnir.
Ətraflı Müqayisə Cədvəli
| Modifikasiya üsulları | Mexanik xüsusiyyətlər birbaşa təsir göstərir | Kompozitlərin ümumi mexaniki xassələrinin yaxşılaşdırılması | Əsas Fəaliyyət Mexanizmi |
| Silan birləşdirici agent (KH-550) | Böyük ölçüdə təsirsizdir | Əhəmiyyətli dərəcədə artırın | Gücləndirilmiş interfasial birləşmə üçün kimyəvi birləşmə |
| Silan birləşdirici agent (KH-570) | Səthin kobudlaşması liflərin bir qədər zəifləməsinə gətirib çıxarır | Əhəmiyyətli dərəcədə artırın | Təkmilləşdirilmiş mexaniki yerləşdirmə |
| CTAC səthi aktiv maddə | Böyük ölçüdə təsirsizdir | Dolayı təşviq | Təkmilləşdirilmiş dispersiya və hidrofillik |
| Nano Silikon Dioksid Kaplama | Lif gücünün bir qədər zəifləməsi (5% -dən çox deyil) | Əhəmiyyətli dərəcədə artır (15%-30%) | Kobudluğu artırır və interfeys uyğunluğunu artırır |
| Üzvi dəmir çökmə modifikasiyası | Böyük ölçüdə təsirsizdir | Məhdud promosyon | Təkmilləşdirilmiş bio-bağlama |
| isti müalicə (məsələn, metal) | Lif gücünün itirilməsi ilə nəticələnən istilik zədələnməsinə səbəb ola bilər | Dolayı təşviq | Səthi çirkli təbəqənin çıxarılması və fazalararası birləşmə xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması |
| Kimyəvi aşındırma modifikasiyası | Kobudlaşma fazalararası əlaqəni gücləndirir, lakin lifləri zəiflədə bilər | Məhdud promosyon | Təkmil mexaniki daxiletmə üçün səthi kobudlaşdırma |
Nəticə
- Silan birləşdirici agent və nano-silis örtüyü hazırda bazalt liflərinin mexaniki xüsusiyyətlərinə ən az təsir göstərən modifikasiya üsullarıdır, eyni zamanda kompozitlərin ümumi mexaniki xüsusiyyətlərini ən əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.
- Səthi aktiv maddənin modifikasiyası liflərin mexaniki xassələrinə 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 edilməlidir, çünki onlar fazalararası birləşmə xüsusiyyətlərini yaxşılaşdıra bilsələr də, liflərin mexaniki xüsusiyyətlərinin azalmasına səbəb ola bilərlər.
- Modifikasiya metodunun seçimi lifin özünün performansını və effekti yaxşılaşdırmaq üçün kompozit materialın ümumi performansını ölçmək üçün tətbiq tələblərinə əsaslanmalıdır.
