Paghahambing ng mga epekto ng iba't ibang paraan ng pagbabago sa mga mekanikal na katangian ng mga basalt fibers

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

Silane coupling agent (hal. KH-550 at KH-570) ay bumubuo ng isang reaktibong patong sa ibabaw ng basalt fibers sa pamamagitan ng Kemikal bonding, na nagpapabuti sa interfacial bonding sa pagitan ng mga hibla at substrate, at sa parehong oras, ay may isang tiyak na epekto sa mga mekanikal na katangian ng mga hibla.

Binago ang KH-550:

Mga kalamangan: bumuo ng isang kemikal na bono sa ibabaw ng hibla, at pagbutihin ang pagdirikit sa pagitan ng hibla at substrate, nang walang makabuluhang pinsala sa mga mekanikal na katangian ng hibla mismo.

Epekto: Ipinakikita ng mga pag-aaral na pagkatapos ng pagbabago ng KH-550, ang tensile strength at modulus ng elasticity ng basalt fibers ay karaniwang nananatiling hindi nagbabago, ngunit dahil sa pagpapabuti ng mga katangian ng interfacial bonding, ang pangkalahatang mekanikal na katangian ng composite material ay makabuluhang napabuti.

Pagbabago ng KH-570:

Mga kalamangan: Pinapatigas ng KH-570 ang ibabaw ng mga basalt fibers at pinapaganda ang kanilang mekanikal na pag-embed sa matrix.

Epekto: Bagama't maaaring bahagyang bawasan ng pag-rough ng ibabaw ang tensile strength ng mga fibers, ang kabuuang lakas, tibay, at tibay ng composite ay makabuluhang 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 isang 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.

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

Epekto: Ang tensile strength at elastic modulus ng fiber ay karaniwang hindi nagbabago pagkatapos ng pagbabago ng CTAC. Ang pagbabago ay pangunahing nagpapabuti sa dispersibility at hydrophilicity ng mga hibla, upang ang materyal ng matrix ay pantay na bumabalot sa mga hibla, kaya hindi direktang nagpapabuti sa mga mekanikal na katangian ng mga composite.

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

Ang nano-silica coating ay nagpapabuti sa pagkamagaspang sa ibabaw at kakayahang mag-bonding ng interface sa pagitan ng mga fibers at matrix sa pamamagitan ng pagbuo ng isang pare-parehong layer ng nanoparticles sa ibabaw ng basalt fibers.

Advantage: Ang mga particle ng nano-silica ay kumikilos bilang isang "tulay" sa ibabaw ng hibla, na nagpapatibay sa pagbubuklod sa pagitan ng hibla at ng matris.

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

4.Epekto ng organic iron liquid phase deposition modification sa mechanical properties

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

Advantage: ang pagbuo ng patong ay may maliit na epekto sa mga mekanikal na katangian ng hibla, at higit sa lahat ay pinahuhusay ang pag-andar ng hibla.

Epekto:ang patong na layer ay maaaring bahagyang tumaas ang tigas ng hibla, ngunit ang epekto sa makunat o flexural na lakas ay hindi makabuluhan. Ang mga mekanikal na katangian ng binagong mga composite ay limitado, at mas madalas itong ginagamit sa larangan ng proteksyon sa kapaligiran.

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

Mga pisikal na pamamaraan (hal. heat treatment):

Maaaring baguhin ng heat treatment ang surface structure ng fiber, ngunit maaaring magdulot ng thermal damage sa fiber mismo, na nagreresulta sa pagbaba ng tensile strength. Ang naaangkop na paggamot sa init ay nakakatulong na alisin ang impurity layer sa ibabaw ng hibla, kaya hindi direktang pinapabuti ang mga katangian ng interfacial bonding sa pagitan ng fiber at ng matrix.

Pagbabago ng kemikal na pag-ukit:

Ang pag-ukit ng kemikal (hal., paggamot sa acid) ay nagpapatigas sa ibabaw ng hibla at pinahuhusay ang mekanikal na pag-embed ng interface. Gayunpaman, ang pag-ukit ay maaaring magpahina sa hibla mismo, na nagreresulta sa pagkawala ng mga katangian ng makunat, na kailangang timbangin.

Comprehensive Talahanayan ng Paghahambing

Konklusyon

1. Silane coupling agent at nano-silica coating ay kasalukuyang mga pamamaraan ng pagbabago na may pinakamaliit na epekto sa mga mekanikal na katangian ng mga basalt fibers, habang sa parehong oras ay nagpapabuti sa pangkalahatang mekanikal na mga katangian ng mga composite nang higit na makabuluhan.
2. Ang pagbabago ng surfactant ay halos walang direktang epekto sa mga mekanikal na katangian ng mga hibla, at ito ay angkop para sa mga senaryo na kailangang mapabuti ang pagpapakalat o hydrophilicity ng mga hibla.
3. Ang pag-ukit ng kemikal at paggamot sa init ay dapat gamitin nang may pag-iingat, dahil bagama't maaari nilang mapabuti ang mga katangian ng interfacial bonding, maaari silang humantong sa pagbaba sa mga mekanikal na katangian ng mga hibla.
4. Ang pagpili ng paraan ng pagbabago ay dapat na nakabatay sa mga kinakailangan sa aplikasyon upang timbangin ang pagganap ng mismong hibla at ang pangkalahatang pagganap ng pinagsama-samang materyal upang mapabuti ang epekto.