Metodo di trattamento superficiale in fibra di carbonio

Data: 28-05-2022 Fonte: Fiber Composites Sfoglia: 5204

La fibra di carbonio ha un'elevata resistenza specifica, un modulo specifico elevato, resistenza alla fatica, resistenza alla corrosione e altre proprietà eccellenti, ampiamente utilizzate nell'industria aerospaziale, militare, attrezzature sportive e altri campi. Polimerizzazione rinforzata con fibra di carbonio

La fibra di carbonio ha un'elevata resistenza specifica, un modulo specifico elevato, resistenza alla fatica, resistenza alla corrosione e altre proprietà eccellenti, ampiamente utilizzate nell'industria aerospaziale, militare, attrezzature sportive e altri campi. Le proprietà meccaniche dei compositi a matrice polimerica rinforzata con fibra di carbonio dipendono in gran parte dalle proprietà dell'interfaccia tra fibra di carbonio e matrice. Tuttavia, la superficie liscia della fibra di carbonio, le elevate proprietà emotive e pochi gruppi funzionali attivi chimici determinano un debole legame di interfaccia tra la fibra di carbonio e la resina della matrice e la fase di interfaccia è spesso l'anello debole dei materiali compositi. La microstruttura interfacciale dei compositi in fibra di carbonio è strettamente correlata alle proprietà interfacciali. La polarità superficiale della fibra di carbonio risiede in definitiva nella morfologia superficiale della fibra di carbonio e nei tipi di gruppi funzionali chimici. Sia l'aumento dei gruppi attivi che l'aumento della rugosità della superficie della fibra di carbonio favoriscono l'aumento dell'energia superficiale della fibra di carbonio. Le proprietà fisiche superficiali della fibra di carbonio includono principalmente la morfologia superficiale, la dimensione e la distribuzione della scanalatura superficiale, la rugosità superficiale, l'energia libera superficiale e così via. In termini di morfologia superficiale, sulla superficie della fibra di carbonio sono presenti molti pori, solchi, impurità e cristalli, che hanno una grande influenza sulle proprietà di adesione dei materiali compositi. La reattività chimica della superficie in fibra di carbonio è strettamente correlata alla concentrazione di gruppi attivi, e questi gruppi attivi sono principalmente gruppi funzionali contenenti ossigeno come il gruppo leggero, il gruppo fuso e il gruppo epossidico. Il numero di gruppi funzionali sulla superficie della fibra di carbonio dipende dal metodo di trattamento elettrochimico della superficie e dal grado o dalla temperatura di carbonizzazione della fibra. Ad esempio, il trattamento con acido darà alla fibra gruppi funzionali diversi rispetto al trattamento con alcali e, per le stesse condizioni di trattamento, maggiore è la temperatura di carbonizzazione, minore è il numero di gruppi funzionali. La fibra di carbonio a basso modulo ha generalmente più gruppi funzionali a causa del suo basso grado di carbonizzazione, quindi reagirà con il gruppo epossidico nella preparazione di compositi a matrice epossidica, mentre la reazione del sistema in fibra di carbonio ad alto modulo può essere ignorata e la fibra e la resina hanno principalmente interazione debole. Molti studi hanno dimostrato che le proprietà di interfaccia dei compositi possono essere efficacemente migliorate modificando la microstruttura dell'interfaccia dei compositi mediante la modifica della superficie della fibra di carbonio, che è uno dei punti caldi della ricerca nel campo dei materiali di rivestimento in fibra di carbonio.