بسته به ماهیت زمینه، شما باید سعی کنید چه گروه عاملی به دست آید؟
بر خلاف پلی آمیدها، پلی الفین ها نیاز به گروه های مختلف عاملی در سطح الیاف تقویت کننده برای افزایش برهمکنش های شیمیایی دارند. هیچ عاملیت سطحی قابل استفاده برای همه گونه مواد پلیمری گرمانرم وجود ندارد. در عوض، گروه های عاملی موثر برای یک پلیمر گرمانرم خاص متفاوت است که به عنوان مواد زمینه در کامپوزیت گرمانرم مورد استفاده قرار می گیرد.
بنابراین، در حالیکه انتخاب یک اصلاح سطح مناسب تقویت کننده لیف، زمینه پلیمری مورد استفاده در کامپوزیت را در نظر داشته باشید. در غیر این صورت، شما بیشترین عاملیت شیمیایی موثر را نخواهید داشت. این موضوع می تواند سبب وضعیتی که فصل مشترک لیف / زمینه بهینه سازی نشده است و خواص فیزیکی مطلوب به دست نمی آید، شود. این موضوع، عملکرد کامپوزیت در کاربرد نهایی را تحت تاثیر قرار دهد.
اصلاح شیمیایی سطح الیاف
روش اکسیداسیون که عاملیت سطحی را ایجاد می کند شامل ایجاد واکنش های اکسید کننده در محیط مایع یا گازی می شود. این موضوع گروه های عاملی حاوی اکسیژن مانند کربوکسیل، کربونیل، لاکتون و / یا گروه های هیدروکسیل بر روی سطح لیف تقویت کننده را ایجاد می کنند. در همان زمان، این روش اکسیداسیون نیز سطح لیف را افزایش می دهد. این موضوع، انتقال تنش از زمینه پلیمری ضعیف و سازگار به الیاف تقویت کننده قوی و محکم را بهبود می دهد.
مزایای اصلاح شیمیایی
یکی از مزایای اصلی این روش اصلاح شیمیایی این است که بسیاری از گروه های عاملی مختلف، از جمله کربونیل، هیدروکسیل، کربوکسیل و گروه های دیگر می توانند به سطح لیف اضافه شوند.
می تواند برای ایجاد برهمکنش های شیمیایی با هر زمینه پلیمری در کامپوزیت گرمانرم استفاده شود.
محدودیت های اصلاح شیمیایی
اکثر روش های اصلاح شیمیایی، اجازه کنترل موثر غلظت گروه های عاملی خاص را نمی دهد. در عوض، گروه های عاملی مختلف در یک زمان اضافه شده اند.
برخی از گروه های عاملی اضافه شده، در ترویج تعامل با زمینه پلیمری موثر نخواهند بود. بنابراین، کارایی روش اصلاح پایین تر از روش های دیگر است.
روش اصلاح شیمیایی
روش های اصلاح شیمیایی استفاده شده برای اصلاح سطوح لیف مورد استفاده در کامپوزیت گرمانرم عبارتند از:
اچ کردن شیمیایی مرطوب
اکسیداسیون شعله
اصلاح ازن UV /
اصلاح کورونا و پلاسما اکسیژن (بسیار موثر)
از این تعداد، اچ شیمیایی اغلب قادر به ارائه گروه شیمیایی خاص بر روی سطح لیف است. بنابراین، کنترل شیمی سطح لیف، امکان پذیر است. روش های دیگر اغلب چند گروه مختلف شیمیایی بر روی سطح لیف ایجاد می کند. از این رو، می تواند برای تولید یک غلظت خاص از عاملیت شیمیایی مورد نظر دشوار باشد.
اصلاح با پلاسما اکسیژن موثرین روش است است. این پیوند بین سطحی در کامپوزیت را افزایش می دهد. اما، یک محدودیت پلاسما اکسیژن این است که آنها معمولا در خلاء تولید شده اند. برای دریافت اصلاح مناسب، قرار دادن قطعات در داخل محفظه مهر و موم شده و پمپ گاز به بیرون قبل از اعمال پلاسما ضروری است. این موضوع سبب استفاده از عمل خلاء که به تجهیزات گران قیمت نیازمند است می شود که باید به دقت داشت. همچنین، این روش نسبت به فرآیندهای دیگر که مورد استفاده اند، گران تر و وقت گیر تر هستند.
پیوست:
زمینه غیر قطبی (پلی الفین ها)
گروه های سطحی که در طبیعت در درجه اول غیر قطبی اند، مطلوب هستند. این موضوع اغلب می تواند با استفاده از مواد سیلان که حاوی گروههای آلکیل هستند، انجام شود. این عاملیت های سطح با زمینه پلیمری پلی اولفین در کامپوزیت گرمانرم سازگار هستند و در نتیجه، سازگاری فراهم می کنند.
زمینه قطبی
نایلون، (PET)
موثر ترین روش، ایجاد عاملیت های از قبیل گروه های کربونیل و هیدروکسیل بر روی سطح لیف است. این گروه شیمیایی قادر به تداخل شیمیایی یا حتی واکنش شیمیایی با زمینه پلیمری هستند. بر همکنش آن ها سبب فصل مشترکی بهبود یافته در مقایسه با استفاده از الیافی که گروه های کربونیل و یا هیدروکسیل ندارند، می شود
ترجمه شده توسط: مهندس مسعود طایفی
