EN
Како контаминација подрива интегритет везе у двосмерном угљенском влакна
Механичке нијансе када су површине влакана влажњом и ваљом
Присуство контаминаната на површинама може ометати правилно намокривање смоле приликом производње композитних материјала. Епоксид има проблема са мокрилошћу због присуства уља на угљенском влакна и стога има потешкоћа у уласку у одговарајући микропростор око влакана и матрице. Ово резултира слабом везом и када је влакно натоварено, то је
под условом максималне концентрације стреса. Контаминирана влакана показују до 40% нижу интерламинарну чврстоћу стризања, због наноскале празнина присутних на интерфејсу влакна-матрице, а ове празнине постају места деламинације и извлачења влакана. Контаминисане површине влакана показују
угао контакта воде (мера влажности) већи од 90°, док очишћене површине имају угао мањи од 50°. Ово је директно повезано са губитком снаге везивања.
Чистоћа Фактор веза чврстоћа задржавање
Оптимална чистота 95-100%
Умерено загађење 60-75%
Силно загађење < 40%
Ослободитељи плесне и обрада остатака у двосмерној обради угљенских влакана
Три контаминатора током обраде двосмерних угљенских влакана утичу на њихов интегритет. Базирани хидрофобни остаци од средстава за ослобађање плесне, када се користе као део алата, помоћи ће да се спречи проток смоле због њихове одбијајуће природе. Обрада уља доводи до формирања неполарног плика који омета механичко заглављање. Контакт рукама је често
проблем са остацима зноја, уља, па чак и влаге може довести до побољшаних хидролитичких перформанси композита. Контакт рукама је често
проблем са остацима зноја, уља, па чак и влаге може довести до побољшаних хидролитичких перформанси композита. Чак и један отисак прста може довести до формирања слабог подручја у ламината од 0,5 мм2. Да
да би се спречили честа губитак чврстоће, индустрија се углавном фокусирала на најбоље анализе неуспеха. Слабо примењена политика рукавица, слаба контрола влаге и недостатак
све су посебне зоне за материјале коришћене за решавање питања безбедности на радном месту.
Препорука површине за побољшану адхезију смоле на двосмерно угљенско влакно
Поуздана адхезија смоле на двосмерно угљенско влакно захтева конзистентну припрему површине у складу са стандардима. Површински контаминатори могу смањити чврстоћу веза на површини за 3050%. Хемијска активација је неопходна за везу влакана са епоксидним и винилним естерима. Активација уводе структурне промене на површини влакана на молекуларном нивоу, чиме се стварају реактивна места. Ове локације се затим могу користити за ковалентне везе за епоксидно крстосврзање и естерификацију винил естера. Поуздање на хемијско затварање је веће од механичког затварања у превазилажењу неуспеха који се доживљавају под цикличним оптерећењима.
Издржљивост епокси и винил естера: Критична улога хемијске активације
Хемијска активација претвара инертне површине угљенских влакана у активне хемијски рецептивне супстрате. На епоксидним системима, повећање густине крстосних веза и боља чврстоћа интерфејсса на њима постигнута је функционализацијом амина. Винилски естери, с друге стране, требају да хидроксилске групе буду активне како би промовисале реакцију естерификације у време корирања. Постоје основне сличности између два приступа:
- Повећана површинска енергија за више од 20 динеса/см
- Углови контакта воде су мањи од 70°
- Усушава фазно раздвајање и микро- празнине
Употреба угла контакта и његове инструментације за осигурање квалитета двосмерне контаминације угљеничним влакнама
Контактни углови пружају брзе и лако квантификоване одговоре на припрему површина. Углови контакта са водом већи од 85° указују на то да површина треба очистити. Неке од карактеристика су:
- Откривање невидљивих остатака за мање од 30 секунди
- Позитивна и значајна корелација са чврстоћом шкирања (Р2 = 0,91)
- Стопа скрапа је 18% нижа од оних који се ослањају само на визуелну инспекцију
Квантификовани утицај: Како лоше чишћење површине смањује структурне перформансе
Бидирекциона површина угљенских влакана која се не чисте адекватно доводи до скривених структурних дефеката. Остатци из спољних извора, као што су силиконски пустоши и обрађивање уља, инхибирају адхезију смола на површини и производе нановоиде и непрекидност. Ови дефекти изазивају изненадно повећање брзине концентрације стреса, деламинације и ширења пукотина. За правилно припремљене узорке, типичан пад интерламинаре чврстоће сечење је толико колико 60%, пад умор живота, због топлотне циклуса, је 40-50%, а пад крајње чврстоће за истезање је толико колико 30%.
Замена композитних делова кошта 3 до 5 пута више од додатних трошкова повезаних са спровођењем вишеструких рутина чишћења. Тако, интегритет површине постаје мање инжењерски избор и више кључни елемент у целокупним трошковима система током његовог животног циклуса и оперативне поузданости.
Ево неких најбољих пракси које се односе на поузданост чишћења површине угљенских влакана са двосмерним слојевирањем.
Процена изводљивости брисања растворитеља и обраде плазме за припрему површине у масовном обиму.
И брисање растварачем и плазмен третман су методе припреме површине које су сасвим различите, али комплементарне. Очишћење растворитељем подразумева ручно или аутоматско брисање композита, где се органске нечистоће растворају помоћу ацетона или изопропиловог алкохола. Очишћење растворитељем је јефтинија опција и доступнија, међутим, његова покривеност је неконзистентна, посебно са одређеним тканинама за тканину, и постоји ризик да ће растворивач бити заробљен или остати у течном облику. Плазма третман с друге стране укључује употребу гаса, или кисеоника или аргона, који се трансформише у плазму како би се извео облик микроскопског резања влакана. Ово повећава површинску енергију влакана за 40 до 50 динеса/см и оставља нову површину са унифорним и реактивним карактеристикама нове површине без употребе растварача и без производње струје отпада. Индустријска плазма може бити интегрисана са конвејерским линијама како би се постигла брзина обраде од 10 до 15 метара двонаправног угљенског влакана у минути и постигла понављаност са мало или никаквим радом. За разлику од тога, методе на бази растворитеља троше 3 пута више радног труда да би постигли исти резултат и производе емисије ЛОС-а које захтевају стварање структура за сачување.
Важност проверке чистоће након уклањања неред на површини двосмерног угљенског влакана
Након чишћења, захтев пре него што се бави ризиком од неуспеха интерфејс је од изузетне важности. Тест преломљавања воде је најлакши за обављање у терену. Ако дестилирана вода није перлирана, површина није хидрофобна. Површина мора испунити захтев за ширење воде у року од 5 секунди. Даље ширење је показатељ хидрофобичности. Уколико је потребно, за да се избегне појава, треба да се примењује и увод у систему. Пластичне продорне функције слојеног углова контакта анализатора служе као королар, где угао контакта мора бити 75 или мањи на праговима епоксида. Хладна тачка некомплетног мокриња може се такође описати као подручја локализоване контактације контакта која се може идентификовати коришћењем технологије топлотне слике у слојању смоле како би се помогло са даље помоћи. Описане методе тестирања на терену очекује се да ће постићи више од 95% тачности/вредности до трошкове на нивоу лабораторијске анализе FTIR.
Често постављана питања
Који су уобичајени контаминатори који утичу на интегритет двосмерног угљенског влакана?
Силикротипије који ослобађају агенсе, уља добијена у процесу и остатке од људског руковање које укључују соли, уље коже и влагу.
Како ови загађивачи утичу на перформансе композитних материјала од угљенских влакана?
Интерфејс-комбинирање тријања доводи до деламинирања и даљег распада влакана. Ово значајно смањује ниво међусобног сечења и замор у компонентама влакана и њиховим просторним системима.
Које се методе препоручују за чишћење бидирекционих површина угљенских влакана?
Методе укључују непропушљиво брисање површина помоћу течности прекурсора и коришћење изопропила и ацетона, као и помоћ плазме која делује као очишћење површине и хемијски активан метод за спајање смоле на површину.
Зашто се хемијска активација користи за адхезију епоксида и винил-естера?
Хемијска активација је важна у адхезији епоксидних и винил-естерских смола, углавном зато што мења инертну природу површине угљен-фибра. Покреће површину угљенских влакана на хемијски непокретну површину, где је прихватљива за везивање субстрата, и може повећати чврстоћу ковалентне интерфацалне вези, што стабилизује структуру и интегритет површине.