બેસાલ્ટ રેસાના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર વિવિધ ફેરફાર પદ્ધતિઓની અસરોની સરખામણી

૧. યાંત્રિક ગુણધર્મો પર સિલેન કપલિંગ એજન્ટ ફેરફારની અસર

સિલેન કપ્લીંગ એજન્ટો (દા.ત. KH-550 અને KH-570) બેસાલ્ટ રેસાની સપાટી પર પ્રતિક્રિયાશીલ આવરણ બનાવે છે રાસાયણિક બંધન, જે તંતુઓ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસિયલ બંધનને સુધારે છે, અને તે જ સમયે, તંતુઓના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર ચોક્કસ અસર કરે છે.

KH-550 સંશોધિત:

ફાયદા: ફાઇબરની સપાટી પર રાસાયણિક બંધન બનાવે છે, અને ફાઇબર અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેના સંલગ્નતાને સુધારે છે, ફાઇબરના યાંત્રિક ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના.

અસર: અભ્યાસો દર્શાવે છે કે KH-550 ફેરફાર પછી, બેસાલ્ટ તંતુઓની તાણ શક્તિ અને સ્થિતિસ્થાપકતાના મોડ્યુલસ મૂળભૂત રીતે યથાવત રહે છે, પરંતુ ઇન્ટરફેસિયલ બોન્ડિંગ ગુણધર્મોમાં સુધારો થવાને કારણે, સંયુક્ત સામગ્રીના એકંદર યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે.

KH-570 ફેરફાર:

ફાયદા: KH-570 બેસાલ્ટ તંતુઓની સપાટીને ખરબચડી બનાવે છે અને મેટ્રિક્સ સાથે તેમના યાંત્રિક એમ્બેડિંગને વધારે છે.

અસર: જ્યારે સપાટીને રફ કરવાથી તંતુઓની તાણ શક્તિ થોડી ઓછી થઈ શકે છે, ત્યારે સુધારેલા ઇન્ટરફેસિયલ બોન્ડિંગ ગુણધર્મોને કારણે સંયુક્તની એકંદર મજબૂતાઈ, કઠિનતા અને ટકાઉપણું નોંધપાત્ર રીતે સુધરે છે.

2. યાંત્રિક ગુણધર્મો પર સર્ફેક્ટન્ટ ફેરફારની અસર

કેશનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ (દા.ત. CTAC) મુખ્યત્વે ભૌતિક શોષણ દ્વારા ફાઇબરની સપાટી પર એક આવરણ બનાવે છે, અને તેમનો મુખ્ય હેતુ ફાઇબરની હાઇડ્રોફિલિસિટી અને વિખેરવાની ક્ષમતામાં સુધારો કરવાનો છે.

ફાયદો:સર્ફેક્ટન્ટ ફેરફારનો ફાઇબર સપાટી પર લગભગ કોઈ રાસાયણિક ધોવાણ અસર થતી નથી, તેથી તે ફાઇબરના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર ઓછી અસર કરે છે.

અસર: CTAC ફેરફાર પછી ફાઇબરની તાણ શક્તિ અને સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ મૂળભૂત રીતે યથાવત રહે છે. આ ફેરફાર મુખ્યત્વે ફાઇબરની વિક્ષેપનક્ષમતા અને હાઇડ્રોફિલિસિટીમાં સુધારો કરે છે, જેથી મેટ્રિક્સ સામગ્રી ફાઇબરને સમાન રીતે લપેટી લે છે, આમ કમ્પોઝિટના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં પરોક્ષ રીતે સુધારો થાય છે.

૩. યાંત્રિક ગુણધર્મો પર નેનો સિલિકા કોટિંગ ફેરફારની અસર

નેનો-સિલિકા કોટિંગ બેસાલ્ટ રેસાની સપાટી પર નેનોપાર્ટિકલ્સનો એકસમાન સ્તર બનાવીને સપાટીની ખરબચડીતા અને તંતુઓ અને મેટ્રિક્સ વચ્ચેના આંતરચહેરાના બંધન ક્ષમતામાં સુધારો કરે છે.

ફાયદો: નેનો-સિલિકા કણો ફાઇબરની સપાટી પર "પુલ" તરીકે કાર્ય કરે છે, જે ફાઇબર અને મેટ્રિક્સ વચ્ચેના બંધનને મજબૂત બનાવે છે.

અસર:સિલિકા નેનોપાર્ટિકલ્સનું આવરણ ફાઇબરની સપાટીને થોડું ભૌતિક નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, પરંતુ ફાઇબરની તાણ શક્તિ પર તેની અસર ઓછી છે (સામાન્ય રીતે 5% કરતા ઓછી). ફેરફાર પછી, સંયુક્ત સામગ્રીના એકંદર યાંત્રિક ગુણધર્મો (દા.ત. તાણ શક્તિ, ફ્લેક્સરલ શક્તિ) માં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકાય છે, 15%-30% સુધી.

4. યાંત્રિક ગુણધર્મો પર કાર્બનિક આયર્ન પ્રવાહી તબક્કાના નિક્ષેપણમાં ફેરફારની અસર

ઓર્ગેનિક આયર્ન લિક્વિડ ફેઝ ડિપોઝિશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે બેસાલ્ટ રેસાની બાયો-એડેશન ક્ષમતાને વધારવા માટે થાય છે, અને તેના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં વધારો વધુ પરોક્ષ છે.

ફાયદો: કોટિંગની રચના ફાઇબરના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર થોડી અસર કરે છે, અને મુખ્યત્વે ફાઇબરની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે.

અસર:કોટિંગ લેયર ફાઇબરની કઠોરતામાં થોડો વધારો કરી શકે છે, પરંતુ તાણ અથવા ફ્લેક્સરલ તાકાત પર તેની અસર નોંધપાત્ર નથી. સંશોધિત કમ્પોઝીટના યાંત્રિક ગુણધર્મો મર્યાદિત છે, અને તેનો ઉપયોગ પર્યાવરણીય સંરક્ષણ ક્ષેત્રમાં વધુ વખત થાય છે.

૫. યાંત્રિક ગુણધર્મો પર અન્ય ભૌતિક અથવા રાસાયણિક ફેરફારોની અસર

ભૌતિક પદ્ધતિઓ (દા.ત. ગરમીની સારવાર):

ગરમીની સારવાર ફાઇબરની સપાટીની રચના બદલી શકે છે, પરંતુ ફાઇબરને જ થર્મલ નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, જેના પરિણામે તાણ શક્તિમાં ઘટાડો થાય છે. યોગ્ય ગરમીની સારવાર ફાઇબરની સપાટી પરના અશુદ્ધ સ્તરને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે, આમ ફાઇબર અને મેટ્રિક્સ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસિયલ બોન્ડિંગ ગુણધર્મોમાં પરોક્ષ રીતે સુધારો થાય છે.

રાસાયણિક એચિંગ ફેરફાર:

રાસાયણિક એચિંગ (દા.ત., એસિડ ટ્રીટમેન્ટ) ફાઇબરની સપાટીને ખરબચડી બનાવે છે અને ઇન્ટરફેસના યાંત્રિક એમ્બેડિંગને વધારે છે. જોકે, એચિંગ ફાઇબરને જ નબળું પાડી શકે છે, જેના પરિણામે તાણ ગુણધર્મો ગુમાવી શકે છે, જેનું વજન કરવાની જરૂર છે.

વ્યાપક સરખામણી કોષ્ટક

નિષ્કર્ષ

1. સિલેન કપ્લીંગ એજન્ટ અને નેનો-સિલિકા કોટિંગ હાલમાં એવી ફેરફાર પદ્ધતિઓ છે જે બેસાલ્ટ ફાઇબરના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર ઓછામાં ઓછી અસર કરે છે, જ્યારે તે જ સમયે કમ્પોઝિટના એકંદર યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં સૌથી નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે.
2. સર્ફેક્ટન્ટ ફેરફારનો તંતુઓના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર લગભગ કોઈ સીધો પ્રભાવ પડતો નથી, અને તે એવા દૃશ્યો માટે યોગ્ય છે જેમાં તંતુઓના વિક્ષેપ અથવા હાઇડ્રોફિલિસિટીમાં સુધારો કરવાની જરૂર હોય.
3. રાસાયણિક એચિંગ અને ગરમીની સારવારનો ઉપયોગ સાવધાની સાથે કરવો જોઈએ, કારણ કે તે ઇન્ટરફેસિયલ બોન્ડિંગ ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે, પરંતુ તે તંતુઓના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ઘટાડો તરફ દોરી શકે છે.
4. ફેરફાર પદ્ધતિની પસંદગી એપ્લિકેશન આવશ્યકતાઓ પર આધારિત હોવી જોઈએ જેથી અસર સુધારવા માટે ફાઇબરના પોતાના પ્રદર્શન અને સંયુક્ત સામગ્રીના એકંદર પ્રદર્શનનું વજન કરી શકાય.