Od gładkiego do „mikrowżerowego”: jak trawienie kwasowo-zasadowe poprawia wydajność włókien bazaltowych

Wytrawione kwasowo-zasadowo włókno bazaltowejest specjalnie obrobionym materiałem z włókien bazaltowych o wyjątkowych właściwościach fizycznych i Chemiczny właściwości.

Zmiany morfologii powierzchni

Zwiększona mikroszorstkość

Powierzchnia nieobrobiona włókno bazaltowe jest stosunkowo gładka. Jednak po trawieniu kwasowo-zasadowym powierzchnia włókna wykazuje liczne drobne wgłębienia i nierówności. Dzieje się tak, ponieważ roztwory kwasowo-zasadowe reagują chemicznie ze składnikami mineralnymi na powierzchni włókna, selektywnie rozpuszczając niektóre substancje.

Na przykład, trawienie kwasem może preferencyjnie rozpuszczać związki metali, takie jak wapń i magnez, na powierzchni włókna, podczas gdy trawienie zasadą może powodować korozję związków krzemu, skutkując nierówną, chropowatą powierzchnią. Ten wzrost mikrochropowatości może zwiększyć powierzchnię styku między włóknem a materiałami matrycy, takimi jak żywice.

Zmiana średnicy

Ogólnie rzecz biorąc, trawienie kwasowo-zasadowe nieznacznie zmniejsza średnicę włókno bazaltoweDzieje się tak, ponieważ część materiału na powierzchni włókna ulega rozpuszczeniu, co prowadzi do nieznacznego zmniejszenia całkowitej średnicy włókna. Jednak ta zmiana średnicy jest zazwyczaj niewielka i można ją regulować, kontrolując takie czynniki, jak czas trawienia i stężenie kwasu lub zasady.

Zmiany składu chemicznego

Usuwanie zanieczyszczeń

Oryginalny włókna bazaltowemogą zawierać pewne minerały zanieczyszczające, takie jak tlenki żelaza i glinu. Trawienie kwasowo-zasadowe może usunąć lub zmniejszyć zawartość tych zanieczyszczeń. Na przykład, trawienie kwasem może skutecznie rozpuścić zanieczyszczenia, takie jak tlenek żelaza, poprawiając w ten sposób czystość włókna. Ma to istotne znaczenie dla poprawy właściwości fizycznych i chemicznych włókna, ponieważ obecność zanieczyszczeń może wpływać na takie właściwości, jak wytrzymałość włókna i… Odporność na korozję.

Regulacja współczynnika pierwiastków

Trawienie kwasowo-zasadowe zmienia również proporcje pierwiastków we włóknie bazaltowym. Na przykład, podczas trawienia kwasowego, względna zawartość pierwiastków krzemu może wzrosnąć z powodu rozpuszczenia niektórych pierwiastków metalicznych; odwrotna sytuacja może wystąpić podczas trawienia zasadowego. Ta zmiana proporcji pierwiastków wpływa na właściwości włókna, takie jak stabilność chemiczna i termiczna.

Zmiany w wydajności fizycznej

Zmiana siły

Trawienie kwasowo-zasadowe ma złożony wpływ na wytrzymałość włókno bazaltoweZ jednej strony, zwiększona chropowatość powierzchni i usunięcie zanieczyszczeń może w pewnym stopniu wzmocnić siłę wiązania międzyfazowego między włóknem a materiałem matrycy, co korzystnie wpływa na poprawę wytrzymałości materiału kompozytowego. Z drugiej strony, nadmierne trawienie, prowadzące do poważnych uszkodzeń powierzchni lub zbyt małej średnicy, może zmniejszyć wewnętrzną wytrzymałość samego włókna. Dlatego proces trawienia musi być zoptymalizowany, aby zrównoważyć te dwa aspekty.

Zwiększona wydajność adsorpcji

Wytrawiona powierzchnia włókna posiada więcej miejsc aktywnych, co zwiększa jego zdolność adsorpcyjną. Na przykład, podczas adsorpcji matrycy żywicy, może ona lepiej łączyć się z cząsteczkami żywicy, tworząc mocniejszą warstwę międzyfazową. Jednocześnie, w przypadku niektórych powłok funkcjonalnych lub dodatków, wytrawione włókno może je lepiej adsorbować, nadając tym samym materiałowi kompozytowemu więcej funkcjonalności.