Termoplastik uglerod tolasini tayyorlashda sanoat odatda ushbu to'rtta o'lchov agentidan foydalanadi.

O'lchov agentlarining termoplastik qatronlar asosidagi kompozitsiyalar bilan muvofiqligini yaxshilash uchun sanoat turli termoplastik qatronlar uchun turli xil yangi o'lchov agentlari bo'yicha keng qamrovli tadqiqotlar o'tkazdi, bu esa o'lchov agentlari va termoplastik qatronlar o'rtasida yaqin strukturaviy o'xshashlik va kuchli o'zaro ta'sirga erishishga qaratilgan. . Ko'plab tajribalar va qiyosiy ma'lumotlarni baholashdan so'ng, quyidagi to'rtta o'lchov agenti ayniqsa mos ekanligi aniqlandi: poliamid (PA), poliuretan (PU), poliarileter va poliimid (PI).

1.Polyamid (PA) o'lchamini aniqlash agenti

Neylon sifatida ham tanilgan poliamid (PA) mukammal kimyoviy barqarorlik, aşınma qarshilik va mexanik xususiyatlarga ega. Odatda maxsus tolalar, muhandislik plastmassalari va termoplastik qatronlar asosidagi kompozit matritsali qatronlarda qo'llaniladi. PA termoplastik qatronlar asosidagi kompozitlar uchun matritsali qatron sifatida keng qo'llanilganligi sababli, PAni o'lchov agentining komponenti sifatida tanlash termoplastik qatronlar asosidagi kompozitlarning interfaal muvofiqligini oshirishi mumkin.

O'zgartirilgan PA ni poliollarda eritib, uni o'lchamsiz T300 uglerod tolasiga qo'llash orqali hal qiluvchi asosli o'lchov vositasi tayyorlandi. Bu CF/PA66 kompozitlarini ishlab chiqarishga olib keldi. O'lchov agenti va neylon 66 matritsali qatronlar o'rtasidagi yaxshi muvofiqlik kimyoviy bog'lanish va jismoniy adsorbsiyaning sinergik ta'siriga olib keldi, kompozitlarning kuchlanish va zarba kuchini mos ravishda 40,87% va 43,59% ga muvaffaqiyatli oshirdi.

Biroq, bu usul ekologik va ishlab chiqarish xavfsizligiga jiddiy tahdid soladigan katta miqdordagi organik erituvchilarni talab qiladi va erituvchilarni quritish uchun energiya sarfi sezilarli. Shu sababli, PA o'lchov agenti tadqiqotining diqqat markazida asta-sekin ekologik toza suvga asoslangan o'lchov agenti tizimlariga o'tmoqda. Hozirgi vaqtda sirt faol moddalar yordamida barqaror dispers PA emulsiyalarini olish va gidrofil modifikatsiya orqali PA suvli o'lchov agentlarini tayyorlash yanada etuk yondashuvlardir.

2.Poliuretan (PU) o'lchamini aniqlash vositasi

Poliuretan (PU) o'zining noyob kimyoviy tuzilishi tufayli turli termoplastik qatronlar bilan yaxshi moslik va bog'lanish kuchini namoyish etadi, bu esa uni o'lchov vositasi sifatida keng qo'llash imkonini beradi. Uretan va karbonat tuzilmalari o'rtasidagi o'xshashlik va moslikdan foydalangan holda, PU uglerod tolasi (CF) / termoplastik polikarbonat (PC) kompozitlaridagi tolalarni hal qiluvchi usuli bilan o'lchash uchun o'lchov vositasi sifatida ishlatilishi mumkin.

Poliuretan (PU) o'lchov agentining termal barqarorligi juda yaxshi; faqat 270 darajagacha bo'lgan haroratda vazn yo'qotish boshlanadi. Bu polikarbonat (PC) matritsasidagi karbonat tuzilmalari bilan kimyoviy bog'lanish imkonini beradi, natijada kompozitlarning interlaminar kesish kuchi 38,1 MPa dan 62,9 MPa gacha oshadi, bu 65% yaxshilanishni anglatadi.

Biroq, atrof-muhit muammolariga e'tibor kuchayishi bilan, erituvchiga asoslangan PU o'lchov agentlari asta-sekin suvga asoslangan o'lchov agentlari tizimlari bilan almashtiriladi. Emulsiya dispersiyasi suvga asoslangan PU o'lchov vositalarini tayyorlash uchun keng tarqalgan usullardan biridir. Suvga asoslangan emulsiya PU o'lchov agentlari normal haroratda quritish sharoitida olti oygacha saqlanishi mumkin, issiqlikka chidamliligi 280-300 darajaga etadi, bu esa CF/PA66 kompozitlarining qatlamlararo kesish kuchini 78 MPa dan yuqori darajaga ko'tarishi mumkin. sezilarli yaxshilanish.

Poliarileter o'lchamlarini aniqlash agenti

Poliarileterlar - aromatik halqalarni va efir birikmalarini o'z ichiga olgan polimerlar. Taniqli misollar orasida polieter eter keton (PEEK), polifenilen sulfid (PPS) va polietersulfon (PES) mavjud. Qattiq benzol halqalari va moslashuvchan efir aloqalari ushbu materiallarga mukammal mexanik va termal xususiyatlarni beradi, shu bilan birga ba'zi tizimlarning kristalli bo'lishiga imkon beradi, bu esa yuqori harorat va nam sharoitlarda uzluksiz foydalanish imkonini beradi. Ular aerokosmik, elektronika, energetika va tibbiyot sohalarida yuqori samarali muhandislik plastmassalari va termoplastik qatronlar sifatida keng qo'llaniladi.

Biroq, poliarileterlarning qattiq va barqaror tuzilishi, ko'plab afzalliklarni ta'minlash bilan birga, boshqa faol guruhlar bilan reaksiyaga kirishishni qiyinlashtiradi, bu esa uglerod tolalari (CF) bilan zaif interfaal bog'lanishga olib keladi. Shu sababli, poliarileter tizimlarini o'zgartirish va ularning CF va termoplastik matritsalar bilan bog'lanish kuchini oshirish uchun o'lchov vositalarini tayyorlash hal qilish uchun ustuvor muammoga aylandi. Kuchli kislota bilan davolash faol guruhlarni poliarileter molekulalariga kiritishning samarali usuli hisoblanadi.

Sulfonatsiya bilan ishlov berish orqali natriy sulfonat tuzilmalari (−SO3Na) o'lchov vositasini tayyorlash uchun PEEK tizimiga kiritildi. Sulfonik guruhlar tolalar yuzasidagi guruhlar bilan vodorod aloqalarini yaratishi mumkin va o'lchov agenti PEEK matritsasi bilan mos keladi, bu matritsa qatronining CF ichiga namlanishi va infiltratsiyasini osonlashtiradi. Kompozit materialning qatlamlararo kesish kuchi 78,2 MPa ga etdi.

Bundan tashqari, erituvchiga asoslangan gibrid o'lchov agenti grafen oksidini (GO) polietersulfonga (PES) o'xshash diamin tuzilishi bilan o'zgartirish orqali tayyorlandi, bu nafaqat faol aminokislotalarni kiritdi, balki tizimning termal barqarorligini ham yaxshiladi. Kimyoviy bog'lanish, vodorod bog'lanishi, qutbli tortishish, van der Waals kuchlari va mexanik o'zaro bog'lanish kabi turli o'zaro ta'sirlar o'lchov agenti, GO, CF va PES matritsasi o'rtasida kuchli bog'lanishga erishishi mumkin, bu esa interfaol xususiyatlarning 74,1% ga yaxshilanishiga olib keladi. CF/PES kompozitlari.

4.Polimid (PI) o'lchov agenti

Polimidlar (PI) yuqori samarali polimerlar bo'lib, ularning molekulyar magistralida imid halqalari mavjud. Ular juda qattiq zanjirli tuzilishga va mukammal mexanik xususiyatlarga ega bo'lib, ularni eng yuqori haroratli polimer materiallardan biriga aylantiradi. PI aerokosmik, harbiy texnika, elektron aloqa va boshqa sohalarda keng qo'llanilishini topdi. Ular orasida moslashuvchan efir aloqalarini o'z ichiga olgan polieter imid (PEI) o'lchov agentlari so'nggi yillarda o'zlarining ajoyib termal barqarorligi, yaxshilangan moslashuvchanligi, yaxshi eruvchanligi va termoplastik qatronlar bilan mosligi tufayli yuqori haroratli o'lchov agentlari sifatida katta e'tiborga sazovor bo'ldi.

PI o'lchov agentlari yuqori samarali termoplastik qatronlar asosidagi kompozitlar (masalan, CF / PES va CF / PEEK kompozitlari) uchun qoliplash va foydalanish shartlariga javob beradigan yuqori haroratlarga bardosh bera oladi. Biroq, poliarileter o'lchov agentlariga o'xshab, PI o'lchov agentlarining qattiq va barqaror molekulyar tuzilishi uglerod tolalari (CF) bilan past bog'lanish qobiliyatiga va yomon ishlov berishga olib keladi, bu esa kimyoviy modifikatsiyani talab qiladi.

PI o'lchov agentining modifikatsiyasi ko'p devorli uglerod nanotubalarini (MWCNT) PEI ning diklorometan eritmasiga tarqatish orqali nanopartikullar yordamida amalga oshirildi. Solvent usulidan foydalanib, T300 markali CF matoning yuzasi ishlov berildi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, aralash o'lchov agentidagi MWCNT ko'p sonli faol guruhlarni samarali ravishda kiritdi va tolalar yuzasini bir xilda qoplashi mumkin. O'lchovdan so'ng, PEIdagi imid halqalari MWCNT yuzasida gidroksil va karboksil guruhlari bilan qutbli o'zaro ta'sir va vodorod aloqalarini hosil qilishi mumkin, MWCNT aromatik halqalari va PEEK matritsasi qatroni o'rtasida p-p stacking shovqinlari sodir bo'ldi. Ushbu modifikatsiya yorilish tarqalishini sezilarli darajada inhibe qildi, natijada kompozit material uchun 90,7 MPa interlaminar kesish kuchiga olib keldi.

To'g'ridan-to'g'ri aytganda, poliamid (PA), poliuretan (PU), poliarileter va poliimid (PI) har biri har xil turdagi termoplastik qatronlar uchun mo'ljallangan o'lchov agentlarining to'rtta toifasini ifodalaydi. Ushbu o'lchov agentlari tizimlari odatda termoplastik uglerod tolasi kompozitlarining ishlash xususiyatlarini samarali oshirish uchun foydalanish paytida turli xil o'zgarishlarga uchraydi. Bundan tashqari, eksperimental jarayonlar atrof-muhitga sezilarli salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkinligini hisobga olish kerak. Eng maqbul echimlarni topish uchun mahalliy va xalqaro miqyosda ko'plab ekspertlar va olimlar eng mos yondashuvlarni aniqlashga harakat qilmoqdalar.