Paragun tal-effetti ta' metodi differenti ta' modifikazzjoni fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-fibri tal-bażalt
1. Effett tal-modifika tal-aġent tal-akkoppjar tas-silane fuq il-proprjetajiet mekkaniċi
Aġenti ta' akkoppjar tas-silane (eż. KH-550 u KH-570) jiffurmaw kisi reattiv fuq il-wiċċ tal-fibri tal-bażalt permezz ta' Kimika twaħħil, li jtejjeb it-twaħħil interfaċjali bejn il-fibri u s-sottostrat, u fl-istess ħin, għandu ċertu effett fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-fibri.
KH-550 Modifikat:
Vantaġġi: jifforma rabta kimika fuq il-wiċċ tal-fibra, u jtejjeb l-adeżjoni bejn il-fibra u s-sottostrat, mingħajr ma jagħmel ħsara sinifikanti lill-proprjetajiet mekkaniċi tal-fibra nnifisha.
Impatt: Studji juru li wara l-modifika tal-KH-550, is-saħħa tat-tensjoni u l-modulu tal-elastiċità tal-fibri tal-bażalt bażikament jibqgħu l-istess, iżda minħabba t-titjib tal-proprjetajiet tat-twaħħil interfaċjali, il-proprjetajiet mekkaniċi ġenerali tal-materjal kompost jitjiebu b'mod sinifikanti.
Modifika tal-KH-570:
Vantaġġi: KH-570 jagħmel il-wiċċ tal-fibri tal-bażalt aktar aħrax u jtejjeb l-inkorporazzjoni mekkanika tagħhom mal-matriċi.
Impatt: Filwaqt li t-tħaffif tal-wiċċ jista' jnaqqas xi ftit is-saħħa tat-tensjoni tal-fibri, is-saħħa, it-tenerezza u d-durabbiltà ġenerali tal-kompożit jitjiebu b'mod sinifikanti minħabba l-proprjetajiet imtejba tat-twaħħil interfaċjali.
2. Effett tal-modifika tas-surfactant fuq il-proprjetajiet mekkaniċi
Surfactants katjoniċi (eż. CTAC) jiffurmaw kisi fuq il-wiċċ tal-fibra prinċipalment permezz ta' adsorbiment fiżiku, u l-iskop ewlieni tagħhom huwa li jtejbu l-idrofiliċità u d-dispersibilità tal-fibri.
Vantaġġ:Il-modifika tas-surfactant kważi m'għandha l-ebda effett ta' erożjoni kimika fuq il-wiċċ tal-fibra, għalhekk għandha inqas effett fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-fibra.
Impatt: Is-saħħa tat-tensjoni u l-modulu elastiku tal-fibra bażikament ma jinbidlux wara l-modifika tas-CTAC. Il-modifika ttejjeb prinċipalment id-dispersibilità u l-idrofiliċità tal-fibri, sabiex il-materjal matriċi jdawwar il-fibri b'mod uniformi, u b'hekk itejjeb indirettament il-proprjetajiet mekkaniċi tal-kompożiti.
3. Effett tal-modifika tal-kisi tan-nano silika fuq il-proprjetajiet mekkaniċi
Il-kisi tan-nano-silika jtejjeb il-ħruxija tal-wiċċ u l-abbiltà ta' twaħħil interfaċjali bejn il-fibri u l-matriċi billi jifforma saff uniformi ta' nanopartiċelli fuq il-wiċċ tal-fibri tal-bażalt.
Vantaġġ: Il-partiċelli tan-nano-silika jaġixxu bħala "pont" fuq il-wiċċ tal-fibra, u jsaħħu r-rabta bejn il-fibra u l-matriċi.
Impatt:Il-kisi tan-nanopartiċelli tas-silika jista' jikkawża ħsara fiżika żgħira lill-wiċċ tal-fibra, iżda l-impatt tiegħu fuq is-saħħa tensili tal-fibri huwa żgħir (ġeneralment inqas minn 5%). Wara l-modifika, il-proprjetajiet mekkaniċi ġenerali (eż. saħħa tensili, saħħa flessurali) tal-materjal kompost jistgħu jitjiebu b'mod sinifikanti, sa 15%-30%.
4. Effett tal-modifika tad-depożizzjoni tal-fażi likwida tal-ħadid organiku fuq il-proprjetajiet mekkaniċi
Il-metodu ta' depożizzjoni tal-fażi likwida tal-ħadid organiku jintuża prinċipalment biex itejjeb il-kapaċità ta' bijoadeżjoni tal-fibri tal-bażalt, u t-titjib tal-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu huwa aktar indirett.
Vantaġġ: Il-formazzjoni tal-kisi għandha effett żgħir fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-fibra, u prinċipalment ittejjeb il-funzjonalità tal-fibra.
Impatt:Is-saff tal-kisi jista' jżid xi ftit ir-riġidità tal-fibra, iżda l-impatt fuq is-saħħa tat-tensjoni jew tal-flessjoni mhuwiex sinifikanti. Il-proprjetajiet mekkaniċi tal-kompożiti modifikati huma limitati, u huma aktar spiss użati fil-qasam tal-protezzjoni ambjentali.
5. Effett ta' modifiki fiżiċi jew kimiċi oħra fuq il-proprjetajiet mekkaniċi
Metodi fiżiċi (eż. trattament bis-sħana):
It-trattament bis-sħana jista' jbiddel l-istruttura tal-wiċċ tal-fibra, iżda jista' jikkawża ħsara termali lill-fibra nnifisha, li tirriżulta fi tnaqqis fis-saħħa tat-tensjoni. Trattament bis-sħana xieraq jgħin biex jitneħħa s-saff tal-impurità fuq il-wiċċ tal-fibra, u b'hekk itejjeb indirettament il-proprjetajiet tal-irbit interfaċċjali bejn il-fibra u l-matriċi.
Modifika tal-inċiżjoni kimika:
L-inċiżjoni kimika (eż., trattament bl-aċidu) tagħmel il-wiċċ tal-fibra aktar aħrax u ttejjeb l-inkorporazzjoni mekkanika tal-interfaċċja. Madankollu, l-inċiżjoni tista' ddgħajjef il-fibra nnifisha, u tirriżulta f'telf ta' proprjetajiet tensili, li jeħtieġ li jiġi kkunsidrat.
Tabella ta' Paragun Komprensiva
| Metodi ta' Modifikazzjoni | Il-proprjetajiet mekkaniċi jaffettwaw direttament | Titjib tal-proprjetajiet mekkaniċi ġenerali tal-kompożiti | Mekkaniżmu Prinċipali ta' Azzjoni |
| Aġent tal-akkoppjar tas-silan (KH-550) | Fil-biċċa l-kbira mhux affettwat | Żid b'mod sinifikanti | Twaħħil kimiku għal twaħħil interfaċjali mtejjeb |
| Aġent tal-akkoppjar tas-silan (KH-570) | It-tħaxxin tal-wiċċ iwassal għal dgħufija żgħira tal-fibri | Żid b'mod sinifikanti | Inkorporazzjoni mekkanika mtejba |
| Surfactant tas-CTAC | Fil-biċċa l-kbira mhux affettwat | Promozzjoni indiretta | Tixrid u idrofiliċità mtejba |
| Kisi tad-Diossidu tas-Silikon Nano | Dgħajjef żgħir tas-saħħa tal-fibra (mhux aktar minn 5%) | Żid b'mod sinifikanti (15%-30%) | Iżżid il-ħruxija u ttejjeb il-kompatibilità interfaċjali |
| Modifikazzjoni tad-depożizzjoni tal-ħadid organiku | Fil-biċċa l-kbira mhux affettwat | Promozzjoni limitata | Bijo-twaħħil imtejjeb |
| trattament bis-sħana (eż. tal-metall) | Jista' jikkawża ħsara termali li tirriżulta f'telf ta' saħħa tal-fibra | Promozzjoni indiretta | Tneħħija tas-saff tal-impurità tal-wiċċ u titjib tal-proprjetajiet tat-twaħħil interfaċjali |
| Modifika tal-inċiżjoni kimika | It-tħaxxin itejjeb ir-rabta interfaċjali iżda jista' jdgħajjef il-fibri | Promozzjoni limitata | Tnaqqis tal-wiċċ għal inserzjoni mekkanika mtejba |
Konklużjoni
- L-aġent tal-akkoppjar tas-silane u l-kisi tan-nano-silika bħalissa huma l-metodi ta' modifikazzjoni li għandhom l-inqas effett fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-fibri tal-bażalt, filwaqt li fl-istess ħin itejbu l-proprjetajiet mekkaniċi ġenerali tal-kompożiti l-aktar b'mod sinifikanti.
- Il-modifika tas-surfactant kważi m'għandha l-ebda effett dirett fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-fibri, u hija adattata għal xenarji li jeħtieġu li jtejbu t-tixrid jew l-idrofiliċità tal-fibri.
- L-inċiżjoni kimika u t-trattament bis-sħana għandhom jintużaw b'kawtela, għaliex għalkemm jistgħu jtejbu l-proprjetajiet tat-twaħħil interfaċjali, jistgħu jwasslu għal tnaqqis fil-proprjetajiet mekkaniċi tal-fibri.
- L-għażla tal-metodu ta' modifikazzjoni għandha tkun ibbażata fuq ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni biex tiżen il-prestazzjoni tal-fibra nnifisha u l-prestazzjoni ġenerali tal-materjal kompost biex tittejjeb l-effett.
