Paghahambing ng mga epekto ng iba't ibang pamamaraan ng pagbabago sa mga mekanikal na katangian ng mga hibla ng basalt

1. Epekto ng pagbabago ng ahente ng pagkabit ng silane sa mga mekanikal na katangian

Ang mga ahente ng pagkabit ng silane (hal. KH-550 at KH-570) ay bumubuo ng isang reaktibong patong sa ibabaw ng mga hibla ng basalt sa pamamagitan ng Kemikal Ang bonding, na nagpapabuti sa interfacial bonding sa pagitan ng mga hibla at ng substrate, at kasabay nito, ay may tiyak na epekto sa mga mekanikal na katangian ng mga hibla.

Binago ang KH-550:

Mga Kalamangan: bumubuo ng kemikal na bigkis sa ibabaw ng hibla, at nagpapabuti ng pagdikit sa pagitan ng hibla at ng substrate, nang hindi lubos na nasisira ang mga mekanikal na katangian ng hibla mismo.

Epekto: Ipinapakita ng mga pag-aaral na pagkatapos ng pagbabago sa KH-550, ang tensile strength at modulus of elasticity ng mga basalt fibers ay halos nananatiling hindi nagbabago, ngunit dahil sa pagbuti ng mga katangian ng interfacial bonding, ang pangkalahatang mekanikal na katangian ng composite material ay lubos na bumuti.

Pagbabago ng KH-570:

Mga Kalamangan: Pinapagaspang ng KH-570 ang ibabaw ng mga hibla ng basalt at pinahuhusay ang mekanikal na pagkakakabit ng mga ito sa matrix.

Epekto: Bagama't maaaring bahagyang makabawas ang pagkamagaspang sa ibabaw sa lakas ng tensile ng mga hibla, ang pangkalahatang lakas, tibay, at tibay ng composite ay lubos na napabuti dahil sa pinahusay na mga katangian ng interfacial bonding.

2. Epekto ng pagbabago ng surfactant sa mga mekanikal na katangian

Ang mga cationic surfactant (hal. CTAC) ay bumubuo ng patong sa ibabaw ng hibla pangunahin sa pamamagitan ng pisikal na adsorption, at ang kanilang pangunahing layunin ay upang mapabuti ang hydrophilicity at dispersibility ng mga hibla.

Kalamangan:Ang pagbabago sa surfactant ay halos walang epekto sa kemikal na pagguho sa ibabaw ng hibla, kaya mas kaunti ang epekto nito sa mga mekanikal na katangian ng hibla.

Epekto: Ang tensile strength at elastic modulus ng hibla ay halos hindi nagbabago pagkatapos ng pagbabago sa CTAC. Pangunahing pinapabuti ng pagbabagong ito ang dispersibility at hydrophilicity ng mga hibla, upang ang materyal ng matrix ay pantay na bumabalot sa mga hibla, kaya hindi direktang pinapabuti ang mga mekanikal na katangian ng mga composite.

3. Epekto ng pagbabago ng nano silica coating sa mga mekanikal na katangian

Pinapabuti ng nano-silica coating ang surface roughness at kakayahan sa interfacial bonding sa pagitan ng mga fibers at matrix sa pamamagitan ng pagbuo ng pare-parehong layer ng mga nanoparticle sa ibabaw ng mga basalt fibers.

Kalamangan: Ang mga partikulo ng nano-silica ay nagsisilbing "tulay" sa ibabaw ng hibla, na nagpapalakas sa pagbubuklod sa pagitan ng hibla at ng matrix.

Epekto:Ang patong ng mga silica nanoparticle ay maaaring magdulot ng bahagyang pisikal na pinsala sa ibabaw ng hibla, ngunit ang epekto nito sa tensile strength ng mga hibla ay maliit lamang (karaniwan ay mas mababa sa 5%). Pagkatapos ng pagbabago, ang pangkalahatang mekanikal na katangian (hal. tensile strength, flexural strength) ng composite material ay maaaring mapabuti nang malaki, hanggang 15%-30%.

4. Epekto ng pagbabago sa organikong likidong yugto ng deposisyon ng bakal sa mga mekanikal na katangian

Ang pamamaraan ng organikong iron liquid phase deposition ay pangunahing ginagamit upang mapahusay ang kakayahan ng bio-adhesion ng mga basalt fibers, at ang pagpapahusay nito sa mga mekanikal na katangian ay mas hindi direkta.

Kalamangan: Ang pagbuo ng patong ay may maliit na epekto sa mga mekanikal na katangian ng hibla, at pangunahing nagpapahusay sa paggana nito.

Epekto:Maaaring bahagyang pataasin ng patong ng patong ang tigas ng hibla, ngunit hindi makabuluhan ang epekto nito sa lakas ng tensile o flexural. Limitado ang mga mekanikal na katangian ng mga binagong composite, at mas madalas itong ginagamit sa larangan ng pangangalaga sa kapaligiran.

5. Epekto ng iba pang pisikal o kemikal na pagbabago sa mga mekanikal na katangian

Mga pisikal na pamamaraan (hal. paggamot sa init):

Maaaring baguhin ng heat treatment ang istruktura ng ibabaw ng hibla, ngunit maaaring magdulot ng pinsala sa mismong hibla dahil sa init, na magreresulta sa pagbaba ng tensile strength. Ang angkop na heat treatment ay nakakatulong upang maalis ang impurity layer sa ibabaw ng hibla, kaya hindi direktang napapabuti ang mga katangian ng interfacial bonding sa pagitan ng hibla at ng matrix.

Pagbabago sa kemikal na pag-ukit:

Ang kemikal na pag-ukit (hal., paggamot gamit ang asido) ay nagpapagaspang sa ibabaw ng hibla at nagpapahusay sa mekanikal na pag-embed ng interface. Gayunpaman, ang pag-ukit ay maaaring magpahina sa hibla mismo, na nagreresulta sa pagkawala ng mga katangian ng tensile, na kailangang timbangin.

Komprehensibong Talahanayan ng Paghahambing

Konklusyon

1. Ang silane coupling agent at nano-silica coating ang kasalukuyang mga pamamaraan ng pagbabago na may pinakamaliit na epekto sa mga mekanikal na katangian ng mga basalt fiber, habang kasabay nito ay lubos na nagpapabuti sa pangkalahatang mekanikal na katangian ng mga composite.
2. Ang pagbabago sa surfactant ay halos walang direktang epekto sa mga mekanikal na katangian ng mga hibla, at angkop ito para sa mga sitwasyon na kailangang mapabuti ang dispersion o hydrophilicity ng mga hibla.
3. Ang kemikal na pag-ukit at paggamot sa init ay dapat gamitin nang may pag-iingat, dahil bagama't mapapabuti nito ang mga katangian ng interfacial bonding, maaari itong humantong sa pagbaba sa mga mekanikal na katangian ng mga hibla.
4. Ang pagpili ng paraan ng pagbabago ay dapat na batay sa mga kinakailangan sa aplikasyon upang timbangin ang pagganap ng hibla mismo at ang pangkalahatang pagganap ng composite na materyal upang mapabuti ang epekto.