Від гладкої до «мікроямкової»: як кислотно-лужне травлення покращує характеристики базальтового волокна

Кислотно-лужне травлення базальтове волокноце спеціально оброблений базальтовий волокнистий матеріал з унікальними фізичними та Хімічна властивості.

Зміни морфології поверхні

Підвищена мікрошорсткість

Необроблена поверхня базальтове волокно відносно гладка. Однак після кислотно-лужного травлення поверхня волокна має численні крихітні виїмки та горби. Це пояснюється тим, що кислотно-лужні розчини хімічно реагують з мінеральними компонентами на поверхні волокна, вибірково розчиняючи певні речовини.

Наприклад, кислотне травлення може переважно розчиняти металеві сполуки, такі як кальцій та магній, на поверхні волокна, тоді як основне травлення може спричинити певну корозію кремнієвих сполук, що призведе до нерівної, шорсткої поверхні. Це збільшення мікрошорсткості може збільшити площу контакту між волокном та матричними матеріалами, такими як смоли.

Зміна діаметра

Зазвичай кислотно-лужне травлення дещо зменшує діаметр базальтове волокноЦе пояснюється тим, що частина матеріалу на поверхні волокна розчиняється, що призводить до незначного зменшення загального розміру волокна. Однак ця зміна діаметра зазвичай невелика і може регулюватися такими факторами, як час травлення та концентрація кислоти або основи.

Зміни хімічного складу

Видалення домішок

Оригінал базальтові волокнаможе містити деякі домішки мінералів, такі як оксиди заліза та оксиди алюмінію. Кислотно-лужне травлення може видалити або зменшити вміст цих домішок. Наприклад, кислотне травлення може ефективно розчиняти домішки, такі як оксид заліза, тим самим покращуючи чистоту волокна. Це важливо для покращення фізичних та хімічних властивостей волокна, оскільки наявність домішок може впливати на такі властивості, як міцність волокна та Корозійна стійкість.

Регулювання співвідношення елементів

Кислотно-лужне травлення також змінює співвідношення елементів у базальтовому волокні. Наприклад, під час кислотного травлення відносний вміст кремнієвих елементів може збільшитися через розчинення деяких металевих елементів; протилежна ситуація може виникнути під час базового травлення. Ця зміна співвідношення елементів впливає на такі властивості волокна, як хімічна стабільність та термостабільність.

Зміни фізичної працездатності

Зміна сили

Кислотно-лужне травлення має складний вплив на міцність базальтове волокноЗ одного боку, підвищена шорсткість поверхні та видалення домішок можуть певною мірою посилити силу міжфазного зв'язку між волокном та матричним матеріалом, що сприяє підвищенню міцності композитного матеріалу. З іншого боку, якщо травлення надмірне, що призводить до серйозних пошкоджень поверхні або занадто тонкого діаметра, внутрішня міцність самого волокна може зменшитися. Тому процес травлення необхідно оптимізувати, щоб збалансувати ці два аспекти впливу.

Покращена адсорбційна продуктивність

Протравлена ​​поверхня волокна має більше активних центрів, що покращує його адсорбційні властивості. Наприклад, при адсорбції матриці смоли вона може краще поєднуватися з молекулами смоли, утворюючи міцніший міжфазний шар. Одночасно, для певних функціональних покриттів або добавок протравлене волокно також може краще їх адсорбувати, тим самим надаючи композитному матеріалу більше функціональності.