Serat karbon menawarkan sifat dan modulus spesifik-tinggi yang luar biasa, resistensi korosi, stabilitas termal, daya tahan kelelahan, dan pembuatan konduktivitas yang sangat diperlukan dalam aplikasi kedirgantaraan, militer, dan industri, . yang tidak diobati dengan fiber yang tidak diobati dengan kelembaban kimia yang tidak diobati dengan kelembaban kimia {{{3} yang tidak diobati. Perlindungan kinerja . pemahaman metode perawatan permukaan sangat penting .
Tujuan inti dari perawatan permukaan adalah untuk:
- Mencegah pembentukan lapisan antarmuka yang lemah
- Buat topografi ikatan optimal
- Tingkatkan afinitas resin-penguatan
Metode pengobatan termasuk dalam dua kategori:
Perawatan oksidatif- Perkenalkan kelompok kutub dan menghilangkan antarmuka yang lemah
Perawatan non-oksidatif- Deposit karbon reaktif atau zat lain
Metode oksidatif
Oksidasi fase gas: Mengekspos serat ke gas pengoksidasi (e . g ., udara, ozon) . memperkenalkan kelompok kutub dan meningkatkan kekasaran permukaan, meningkatkan kekuatan geser komposit .
Oksidasi fase cair: Merendam serat dalam larutan oksidatif (asam nitrat, natrium hipoklorit) . etches permukaan untuk menghasilkan alur dan kelompok yang mengandung oksigen, meningkatkan adhesi resin .
Oksidasi gas-cair gabungan: Berlaku lapisan cair diikuti oleh oksidasi gas . meningkatkan kekuatan tarik serat dan kekuatan geser interlaminar komposit .
Oksidasi elektrokimia: Oksidasi anodik dalam elektrolit . menghasilkan kelompok fungsional oksigen/nitrogen yang meningkatkan keterbasahan dan reaktivitas epoksi, peningkatan kinerja mekanik .
Metode non-oksidatif
Deposisi uap: Deposit karbon pirolitik pada antarmuka serat-resin untuk melonggarkan stres dan memperkuat ikatan .
Elektropolimerisasi: Membentuk film polimer pada serat melalui polimerisasi monomer yang digerakkan oleh medan listrik . memodifikasi morfologi/komposisi permukaan .
Pelapisan agen kopling: Menggunakan molekul amphiphilic (e . g ., silanes) yang secara kimia menjembatani serat dan resin melalui kelompok dual-reaktif .
Lapisan polimer: Menerapkan polyaluminoxane, mengkonversi ke lapisan alumina setelah perlakuan panas . meningkatkan resistansi oksidasi untuk komposit matriks logam .
Pertumbuhan kumis: Grows MicrocryStalline IBl forforcements (e . g ., sic kumis) pada permukaan serat untuk interlock secara mekanis dengan matriks .
Perawatan plasma: Etches Permukaan dengan gas terionisasi untuk meningkatkan kekasaran dan situs aktif .
Pertimbangan praktis
Metode non-oksidatif seperti deposisi uap dan pengobatan plasma tetap eksperimental, kurang skalabilitas industri .
Pelapis kopling/polimer menawarkan peningkatan kekuatan marjinal .
Electropolymerization melibatkan prosedur kompleks .
Oksidasi cair hanya cocok dengan pemrosesan batch; Durasi oksidasi gas bervariasi berdasarkan jenis serat; oksidasi gabungan tidak memiliki kontrol yang tepat .
Oksidasi elektrokimia muncul sebagai yang paling menjanjikan: Ini secara seragam meningkatkan keterbasahan/reaktivitas dalam kondisi ringan dan terkontrol dan beradaptasi dengan mulus dengan pemosisian lini produksi sebagai standar masa depan untuk rekayasa permukaan industri .
