Параўнанне ўплыву розных метадаў мадыфікацыі на механічныя ўласцівасці базальтавых валокнаў
1. Уплыў мадыфікацыі сіланавым злучным агентам на механічныя ўласцівасці
Сіланавыя злучныя агенты (напрыклад, KH-550 і KH-570) утвараюць рэактыўнае пакрыццё на паверхні базальтавых валокнаў праз Хімічны звязванне, якое паляпшае міжфазную сувязь паміж валокнамі і падкладкай, і ў той жа час аказвае пэўны ўплыў на механічныя ўласцівасці валокнаў.
Мадыфікаваны KH-550:
Перавагі: утвараюць хімічную сувязь на паверхні валакна і паляпшаюць адгезію паміж валакном і падкладкай, не пашкоджваючы істотна механічныя ўласцівасці самога валакна.
Уплыў: Даследаванні паказваюць, што пасля мадыфікацыі KH-550 трываласць на расцяжэнне і модуль пругкасці базальтавых валокнаў у асноўным застаюцца нязменнымі, але дзякуючы паляпшэнню ўласцівасцей міжфазнага злучэння агульныя механічныя ўласцівасці кампазітнага матэрыялу значна паляпшаюцца.
Мадыфікацыя KH-570:
Перавагі: KH-570 робіць паверхню базальтавых валокнаў шурпатай і паляпшае іх механічнае злучэнне з матрыцай.
Уплыў: Нягледзячы на тое, што шурпатасць паверхні можа нязначна знізіць трываласць валокнаў на расцяжэнне, агульная трываласць, ударная глейкасць і даўгавечнасць кампазіта значна паляпшаюцца дзякуючы палепшаным уласцівасцям міжфазнага злучэння.
2. Уплыў мадыфікацыі павярхоўна-актыўных рэчываў на механічныя ўласцівасці
Катыённыя павярхоўна-актыўныя рэчывы (напрыклад, CTAC) утвараюць пакрыццё на паверхні валакна галоўным чынам шляхам фізічнай адсорбцыі, і іх асноўная мэта — паляпшэнне гідрафільнасці і дысперснасці валокнаў.
Перавага:Мадыфікацыя павярхоўна-актыўнымі рэчывамі практычна не аказвае хімічнага эрозійнага ўздзеяння на паверхню валакна, таму яна менш уплывае на механічныя ўласцівасці валакна.
Уплыў: Трываласць на расцяжэнне і модуль пругкасці валакна практычна не змяняюцца пасля мадыфікацыі CTAC. Мадыфікацыя ў асноўным паляпшае дысперснасць і гідрафільнасць валокнаў, так што матрычны матэрыял раўнамерна ахінае валокны, тым самым ускосна паляпшаючы механічныя ўласцівасці кампазітаў.
3. Уплыў мадыфікацыі нанакрэмніевага пакрыцця на механічныя ўласцівасці
Нанакрэмніевае пакрыццё паляпшае шурпатасць паверхні і здольнасць да міжфазнага злучэння паміж валокнамі і матрыцай, утвараючы аднастайны пласт наначасціц на паверхні базальтавых валокнаў.
Перавага: Наначасціцы крэмнію дзейнічаюць як «мост» на паверхні валакна, умацоўваючы сувязь паміж валакном і матрыцай.
Уплыў:Пакрыццё з наначасціц крэмнію можа выклікаць нязначныя фізічныя пашкоджанні паверхні валакна, але яго ўплыў на трываласць валокнаў на расцяжэнне невялікі (звычайна менш за 5%). Пасля мадыфікацыі агульныя механічныя ўласцівасці (напрыклад, трываласць на расцяжэнне, трываласць на выгіб) кампазітнага матэрыялу могуць быць значна палепшаны, да 15%-30%.
4. Уплыў мадыфікацыі метадам вадкафазнага асаджэння арганічнага жалеза на механічныя ўласцівасці
Метад вадкафазнага нанясення арганічнага жалеза ў асноўным выкарыстоўваецца для паляпшэння біяадгезійнай здольнасці базальтавых валокнаў, і яго паляпшэнне механічных уласцівасцей з'яўляецца больш ускосным.
Перавага: Утварэнне пакрыцця нязначна ўплывае на механічныя ўласцівасці валакна і ў асноўным паляпшае функцыянальнасць валакна.
Уплыў:Пакрыццёвы пласт можа нязначна павялічыць калянасць валакна, але ўплыў на трываласць на расцяжэнне або выгіб неістотны. Механічныя ўласцівасці мадыфікаваных кампазітаў абмежаваныя, і яны часцей выкарыстоўваюцца ў галіне аховы навакольнага асяроддзя.
5. Уплыў іншых фізічных або хімічных мадыфікацый на механічныя ўласцівасці
Фізічныя метады (напрыклад, тэрмічная апрацоўка):
Тэрмічная апрацоўка можа змяніць структуру паверхні валакна, але можа выклікаць тэрмічнае пашкоджанне самога валакна, што прывядзе да зніжэння трываласці на расцяжэнне. Адпаведная тэрмічная апрацоўка дапамагае выдаліць пласт прымешак на паверхні валакна, тым самым ускосна паляпшаючы ўласцівасці міжфазнай сувязі паміж валакном і матрыцай.
Мадыфікацыя хімічным травленнем:
Хімічнае травленне (напрыклад, апрацоўка кіслатой) робіць паверхню валакна шурпатай і паляпшае механічнае ўбудаванне ў міжфазную мяжу. Аднак травленне можа аслабіць само валакно, што прывядзе да страты трываласці на расцяжэнне, што неабходна ўлічваць.
Поўная параўнальная табліца
| Метады мадыфікацыі | Механічныя ўласцівасці непасрэдна ўплываюць | Паляпшэнне агульных механічных уласцівасцей кампазітаў | Асноўны механізм дзеяння |
| Сіланавы злучны агент (KH-550) | У значнай ступені не закрануты | Значна павысіць | Хімічная сувязь для паляпшэння міжфазнай сувязі |
| Сіланавы злучны агент (KH-570) | Шурпатасць паверхні прыводзіць да нязначнага аслаблення валокнаў | Значна павысіць | Палепшанае механічнае ўбудаванне |
| Павярхоўна-актыўны рэчыва CTAC | У значнай ступені не закрануты | Ускоснае прасоўванне | Палепшаная дысперсія і гідрафільнасць |
| Нанапакрыццё дыяксідам крэмнію | Невялікае паслабленне трываласці валокнаў (не больш за 5%) | Значнае павелічэнне (15%-30%) | Павялічвае шурпатасць і паляпшае міжфазную сумяшчальнасць |
| Мадыфікацыя адкладання арганічнага жалеза | У значнай ступені не закрануты | Абмежаваная акцыя | Палепшаная біяпрымацаванасць |
| гарачая апрацоўка (напрыклад, металу) | Можа выклікаць тэрмічнае пашкоджанне, што прывядзе да страты трываласці валакна | Ускоснае прасоўванне | Выдаленне пласта паверхневых прымешак і паляпшэнне ўласцівасцей міжфазнай сувязі |
| Мадыфікацыя хімічным травленнем | Шурпатасць паляпшае міжфазную сувязь, але можа аслабіць валокны | Абмежаваная акцыя | Шурпатасць паверхні для паляпшэння механічнага ўстаўкі |
Выснова
- Сіланавы злучны агент і нанакрэмніевае пакрыццё ў цяперашні час з'яўляюцца метадамі мадыфікацыі, якія найменш уплываюць на механічныя ўласцівасці базальтавых валокнаў, адначасова найбольш значна паляпшаючы агульныя механічныя ўласцівасці кампазітаў.
- Мадыфікацыя павярхоўна-актыўнымі рэчывамі практычна не аказвае непасрэднага ўплыву на механічныя ўласцівасці валокнаў і падыходзіць для выпадкаў, калі неабходна палепшыць дысперсію або гідрафільнасць валокнаў.
- Хімічнае травленне і тэрмічную апрацоўку варта выкарыстоўваць з асцярожнасцю, бо, хоць яны і могуць палепшыць уласцівасці міжфазнай сувязі, яны могуць прывесці да зніжэння механічных уласцівасцей валокнаў.
- Выбар метаду мадыфікацыі павінен грунтавацца на патрабаваннях да ўжывання, каб узважыць характарыстыкі самога валакна і агульныя характарыстыкі кампазітнага матэрыялу для паляпшэння эфекту.
