Basalto-zuntzen propietate mekanikoetan aldaketa-metodo desberdinek duten eraginaren konparaketa
1. Silano akoplamendu-agentearen aldaketak propietate mekanikoetan duen eragina
Silano akoplamendu-agenteek (adibidez, KH-550 eta KH-570) basalto-zuntzen gainazalean estaldura erreaktibo bat osatzen dute. Kimikoa loturak, zuntzen eta substratuaren arteko lotura gainazala hobetzen du, eta, aldi berean, zuntzen propietate mekanikoetan eragin jakin bat du.
KH-550 Aldatua:
Abantailak: Lotura kimiko bat eratu zuntz gainazalean, eta zuntzaren eta substratuaren arteko atxikimendua hobetu, zuntzaren beraren propietate mekanikoak nabarmen kaltetu gabe.
Eragina: Ikerketek erakusten dute KH-550 aldaketaren ondoren, basalto-zuntzen trakzio-erresistentzia eta elastikotasun-modulua ia aldatu gabe mantentzen direla, baina gainazaleko lotura-propietateen hobekuntzari esker, material konposatuaren propietate mekaniko orokorrak nabarmen hobetzen direla.
KH-570 aldaketa:
Abantailak: KH-570ak basalto-zuntzen gainazala zimurtzen du eta matrizearekin duten atxikimendu mekanikoa hobetzen du.
Eragina: Gainazalaren zimurtasunak zuntzen trakzio-erresistentzia apur bat murriztu dezakeen arren, konpositearen erresistentzia, gogortasuna eta iraunkortasun orokorra nabarmen hobetzen dira gainazaleko lotura-propietate hobetuei esker.
2. Gainazal-aktiboen aldaketaren eragina propietate mekanikoetan
Gainazal-aktibo kationikoek (adibidez, CTAC) estaldura bat eratzen dute zuntz-gainazalean batez ere adsorzio fisikoaren bidez, eta haien helburu nagusia zuntzen hidrofilitatea eta dispertsagarritasuna hobetzea da.
Abantaila:Gainazal-aktiboen aldaketak ia ez du higadura kimikorik eragiten zuntz-gainazalean, beraz, eragin txikiagoa du zuntzaren propietate mekanikoetan.
Eragina: Zuntzaren trakzio-erresistentzia eta elastikotasun-modulua funtsean ez dira aldatzen CTAC aldaketaren ondoren. Aldaketak batez ere zuntzen dispertsagarritasuna eta hidrofilitatea hobetzen ditu, matrize-materialak zuntzak uniformeki biltzen dituelarik, eta horrela, zeharka, konpositeen propietate mekanikoak hobetzen ditu.
3. Nano silize estalduraren aldaketaren eragina propietate mekanikoetan
Nano-silize estaldurak gainazaleko zimurtasuna eta zuntzen eta matrizearen arteko lotura-gaitasuna hobetzen ditu basalto-zuntzen gainazalean nanopartikula geruza uniforme bat eratuz.
Abantaila: Nano-silize partikulek "zubi" gisa jokatzen dute zuntz gainazalean, zuntzaren eta matrizearen arteko lotura indartuz.
Eragina:Silize nanopartikulen estaldurak kalte fisiko txikiak eragin ditzake zuntz gainazalean, baina zuntzen trakzio-erresistentzian duen eragina txikia da (normalean % 5 baino gutxiago). Aldaketaren ondoren, material konposatuaren propietate mekaniko orokorrak (adibidez, trakzio-erresistentzia, flexio-erresistentzia) nabarmen hobetu daitezke, % 15-30 arte.
4. Burdin organikoaren fase likidoaren deposizioaren aldaketaren eragina propietate mekanikoetan
Burdin organikoaren fase likidoan metatzeko metodoa basalto-zuntzen bio-itsaspen gaitasuna hobetzeko erabiltzen da batez ere, eta propietate mekanikoen hobekuntza zeharkakoagoa da.
Abantaila: Estalduraren eraketak eragin txikia du zuntzaren propietate mekanikoetan, eta batez ere zuntzaren funtzionaltasuna hobetzen du.
Eragina:Estaldura-geruzak zuntzaren zurruntasuna apur bat handitu dezake, baina trakzio- edo flexio-erresistentzian duen eragina ez da esanguratsua. Aldatutako konpositeen propietate mekanikoak mugatuak dira, eta maizago erabiltzen dira ingurumen-babesaren arloan.
5. Beste aldaketa fisiko edo kimiko batzuen eragina propietate mekanikoetan
Metodo fisikoak (adibidez, tratamendu termikoa):
Bero-tratamenduak zuntzaren gainazaleko egitura alda dezake, baina kalte termikoak eragin diezazkioke zuntzari berari, eta ondorioz, trakzio-erresistentzia gutxitu. Bero-tratamendu egokiak zuntzaren gainazaleko ezpurutasun-geruza kentzen laguntzen du, eta horrela, zeharka, zuntzaren eta matrizearen arteko lotura-propietateak hobetzen ditu.
Grabaketa kimikoaren aldaketa:
Grabatze kimikoak (adibidez, azido-tratamendua) zuntz-gainazala zimurtzen du eta interfazearen itsaspen mekanikoa hobetzen du. Hala ere, grabatzeak zuntza bera ahuldu dezake, eta ondorioz, trakzio-propietateen galera eragin dezake, eta hori kontuan hartu behar da.
Konparazio taula osoa
| Aldaketa metodoak | Propietate mekanikoek zuzenean eragiten dute | Konpositeen propietate mekaniko orokorrak hobetzea | Ekintza-mekanismo nagusia |
| Silano akoplamendu-agentea (KH-550) | Gehienbat eraginik gabe | Nabarmen handitu | Lotura kimikoa gainazaleko lotura hobetzeko |
| Silano akoplamendu-agentea (KH-570) | Gainazalaren zimurtasunak zuntzen ahultasun txikia dakar | Nabarmen handitu | Hobetutako txertatze mekanikoa |
| CTAC gainazal-aktibo | Gehienbat eraginik gabe | Zeharkako sustapena | Sakabanaketa eta hidrofilitate hobetua |
| Nano silizio dioxido estaldura | Zuntzaren indarraren ahultze txikia (% 5 baino gehiago ez) | Nabarmen handitu (% 15-% 30) | Zimurtasuna handitzen du eta gainazaleko bateragarritasuna hobetzen du |
| Burdin organikoaren metaketaren aldaketa | Gehienbat eraginik gabe | Promozio mugatua | Bio-eranskin hobetua |
| tratamendu beroa (adibidez, metalarena) | Kalte termikoak eragin ditzake, zuntz-indarra galtzea eraginez | Zeharkako sustapena | Gainazaleko ezpurutasun geruza kentzea eta gainazaleko lotura propietateak hobetzea |
| Grabaketa kimikoaren aldaketa | Zurruntzeak gainazaleko lotura hobetzen du, baina zuntzak ahuldu ditzake | Promozio mugatua | Gainazalaren zimurtasuna txertatze mekaniko hobea lortzeko |
Ondorioa
- Silano akoplamendu-agentea eta nano-silize estaldura dira basalto-zuntzen propietate mekanikoetan eragin txikiena duten aldaketa-metodoak, eta, aldi berean, konpositeen propietate mekaniko orokorrak nabarmen hobetzen dituztenak.
- Gainazal-aktiboen aldaketak ia ez du eragin zuzenik zuntzen propietate mekanikoetan, eta egokia da zuntzen sakabanaketa edo hidrofilitatea hobetu behar diren eszenatokietarako.
- Kontuz erabili behar dira grabatu kimikoa eta tratamendu termikoa, gainazaleko lotura-propietateak hobetu ditzaketen arren, zuntzen propietate mekanikoak gutxitzea ekar baitezakete.
- Aldaketa-metodoaren aukera aplikazioaren eskakizunetan oinarritu behar da, zuntzaren beraren errendimendua eta material konposatuaren errendimendu orokorra pisatzeko, efektua hobetzeko.
