Triniaeth Arwyneb O Ffibr UHMWPE

Gellir rhannu triniaeth wyneb ffibr UHMWPE yn addasiad corfforol ac addasiad cemegol yn unol â gwahanol egwyddorion dulliau trin. Yn ôl y gwahanol gyfryngau addasedig a ddefnyddir, gellir isrannu llawer o ddulliau. Wrth astudio'r effaith addasu, dylid nodi bod gan ddull yn aml nodweddion addasu ffisegol ac addasu cemegol. Felly, yn y drafodaeth ganlynol, yn ôl y cyfryngau prosesu penodol yn cael eu dosbarthu.
Triniaeth plasma
Rhennir triniaeth plasma yn ddau fath: triniaeth plasma tymheredd isel a thriniaeth arwyneb impiad plasma.
Y driniaeth arwyneb plasma tymheredd isel ffibr HMWPE fel y'i gelwir yw gwactod y ffibr HMWPE wedi'i lanhau rhwng dau blât y ddyfais trin plasma, cychwyn y ddyfais cynhyrchu plasma o dan yr amgylchedd o lai na 40Pa, perfformio triniaeth plasma tymheredd isel ar y ffibr am gyfnod penodol o amser, ac yna tynnwch y ffibr i'w storio.
Triniaeth arwyneb impiad plasma ffibr UHMWPE fel y'i gelwir yw trochi'r ffibr UHMWPE wedi'i lanhau mewn hydoddiant monomer, ei dynnu allan ar ôl cyfnod penodol o amser, a'i roi mewn dyfais plasma tymheredd isel ar gyfer triniaeth bellach. Ar ôl triniaeth, cynhyrchir pwyntiau gweithredol ar yr wyneb ffibr i sbarduno polymerization impiad monomer ar yr wyneb ffibr. Yn olaf, golchwyd y homopolymer ar yr wyneb ffibr gydag aseton a'i storio i'w ddefnyddio'n ddiweddarach.
Mae'r haen rhwymo wan (WBL) a ffurfiwyd ar wyneb ffibr UHMWPE yn y broses nyddu yn cael ei groesgysylltu ymhellach gan ymbelydredd uwchfioled plasma, ac mae cryfder cydlyniad arwyneb ffibr UHMWPE yn cael ei wella. Yn ogystal, gellir ffurfio amrywiaeth o grwpiau gweithredol ar wyneb y ffibr ar ôl triniaeth plasma, megis: -CO H -, -co -, -COOh, -COO - a grwpiau gweithredol eraill, sy'n ffafriol i'r cemegyn cyfuniad o'r ffibr a'r resin matrics. Mae triniaeth plasma hefyd yn cynhyrchu rhigolau ar yr wyneb ffibr ac yn cynyddu'r garwedd arwyneb, sy'n ffafriol i fondio mecanyddol gyda'r matrics. Mae perfformiad ffibr HMWPE fel deunydd cyfansawdd yn cael ei wella'n fawr gan y dull hwn, ac mae cryfder cneifio interlayer yn cynyddu fwy na 3 gwaith. Fodd bynnag, mae cyfradd gwanhau'r grwpiau gweithredol o ffibr UHMWPE ar ôl triniaeth arwyneb plasma yn gymharol fawr, ac mae'r gyfradd wanhau yn draean mewn dwy awr. Ac mae'r dull triniaeth yn gofyn am wactod uchel, sy'n gofyn am bwysau llai na 40Pa. Felly, mae triniaeth wyneb plasma ffibr UHMWPE yn anodd cyflawni cynhyrchiad diwydiannol cemegol parhaus.
Triniaeth rhyddhau corona
Y driniaeth arwyneb rhyddhau corona ffibr UHMWPE fel y'i gelwir yw gosod y ffibr UHMWPE wedi'i lanhau rhwng dwy blât y ddyfais trin corona o dan bwysau arferol i lwytho tua 60 KV foltedd uchel, mae'r pŵer tua 350W, fel bod yr aer wedi'i ïoneiddio, cynhyrchir corona, a chymerir y driniaeth i'w defnyddio ar ôl amser penodol.
Gall triniaeth arwyneb rhyddhau corona ysgythru wyneb ffibr UHMWPE, cynyddu'r ardal gyswllt rhwng ffibr a resin, a ffurfio gweithrediad meshing mecanyddol ar ôl halltu resin ar wyneb ffibr. Mae cysylltiad agos rhwng maint y meshing mecanyddol a graddau'r ymdreiddiad resin ar ffibr a'r ardal gyswllt rhwng resin a ffibr, ond dim ond 24 KJ · môl-1 yw cryfder mwyaf y gweithredu corfforol hwn. Felly, mae'n gyfyngedig i wella cryfder bondio rhyngwyneb ffibr a resin trwy ollwng corona yn unig. Dim ond triniaeth rhyddhau corona a adroddwyd ar gyfer triniaeth ddiwydiannol o ffilmiau polyolefin. Er bod rhai cynhyrchion diwydiannol o ffibr HMWPE yn cael eu trin ar hyn o bryd gan ryddhad corona syml, nid yw'r effaith yn amlwg iawn. Ac mae triniaeth rhyddhau corona wedi'i chyfyngu i raddau helaeth gan weithrediad ysbeidiol. Felly, mae'n anodd iawn gwireddu diwydiannu a pharhad triniaeth rhyddhau corona.
impio arwyneb a achosir gan arbelydru
Y driniaeth impio arwyneb a achosir gan arbelydru ffibr UHMWPE fel y'i gelwir yw impio'r ail fonomer ar wyneb y ffibr trwy ymbelydredd, a chynhyrchu haen glustogi y gellir ei bondio'n agos â'r matrics, er mwyn gwella'r adlyniad rhwng y ffibr. a'r matrics. Fel arfer, y ffynhonnell ymbelydredd yw 60C, pelydr gama / golau uwchfioled, ac ati, lle mae golau uwchfioled yn cychwyn y ffotosensitydd, fel benzophenone (BP), ac yna mae'r ffotosensitydd yn cychwyn impio monomer i wyneb ffibr UHMWPE. Ar hyn o bryd, yr ail monomer a ddefnyddir yw monomer propylen, megis: asid acrylig (AA), acrylamid (AM), methacrylate glycidyl (GMA) ac yn y blaen.
Gall triniaeth arwyneb crosslinking ffibr UHMWPE UV-ysgogi wireddu proses barhaus mewn theori, a dim ond yn effeithio ar yr haen wyneb tenau, felly mae ganddo'r posibilrwydd o gymhwyso diwydiannol. Fodd bynnag, oherwydd bod angen arbelydru'r ffibr am gyfnod penodol o amser, mae gweithrediad ysbeidiol yn cyfyngu ar ei gymhwysiad i raddau helaeth.
Proses ocsideiddio
Y dull trin wyneb ocsideiddio ffibr UHMWPE fel y'i gelwir yw ocsideiddio'r wyneb ffibr gan gyfryngau cemegol neu nwyon, er mwyn newid garwedd yr wyneb ffibr a chynnwys grwpiau pegynol ar yr wyneb. Yn ôl y cyfrwng ocsideiddio gellir ei rannu'n ddull gwlyb a dull sych dau gategori. Dull gwlyb yw ocsidiad cyfnod hylif, ei gyfryngau cyffredin yw: K2 Cr2O2 + H2 SO4, KMnO4+ HNO3, H2O2 (30%) ac yn y blaen; Mae'r ffibr UH2MWPE glân yn cael ei drochi yn y cyfrwng, ei dynnu allan ar ôl triniaeth ocsideiddio ar y tymheredd penodedig am yr amser penodedig, a'i olchi i niwtral; Golchwch mewn dŵr deionized sawl gwaith, sychwch a neilltuwyd. Dull sych yw dull ocsidiad cyfnod nwy, ffotoocsidiad a ddefnyddir yn gyffredin ac ocsidiad osôn; Ar ôl pretreatment, mae'r ffibr UHMWPE glân yn agored i nwy canolig, wedi'i dynnu allan am amser adwaith penodol, ei lanhau â dŵr ïoneiddiedig, ei sychu i'w ddefnyddio.
Mae'r dull ocsideiddio hylif yn gymharol ysgafn ac yn hawdd ei reoli, ond mae'r llawdriniaeth yn feichus, mae'r gofynion offer yn uchel, ac mae'r llygredd yn ddifrifol. Yn y broses o ocsidiad cyfnod nwy, mae'r offer yn syml, mae'r llawdriniaeth yn gyfleus, ac mae'r cynhyrchiad parhaus yn hawdd, ond mae'r radd ocsideiddio yn anodd ei reoli, a all achosi i'r radd ocsideiddio fod yn rhy ddwfn ac achosi cryfder y ffibr i dirywiad. Yn fyr, er mwyn cyflawni triniaeth arwyneb ocsideiddio parhaus, mae angen gwneud rhai gwelliannau mewn dulliau gweithredu ac offer.
Triniaeth croesgysylltu cemegol
Dull crosslinking cemegol yw'r defnydd uniongyrchol o cychwynnwr i gychwyn impio monomer ar yr wyneb ffibr, yn debyg i arbelydru cychwyn impio dull, ond gall osgoi dull impio arbelydru yn buddsoddi offer, y dull hwn yn broses syml, yn hawdd i gyflawni cynhyrchu parhaus diwydiannol.
Roedd Lang Yanqing et al. defnyddio perocsid fel cychwynnwr i berfformio addasiad crosslinking silane ar ffibr UHMWPE. Canfu'r astudiaeth, ar ôl addasu silane, fod moleciwlau silane yn cael eu himpio ar yr wyneb ffibr, a oedd yn cynyddu nifer a pholaredd y grwpiau swyddogaethol cemegol ar yr wyneb ffibr, gan wella'r eiddo bondio rhwng y ffibr a'r resin matrics. Ar ôl triniaeth impiad, ymddangosodd mwy o farciau ar wyneb y ffibr, a gynyddodd yr effaith cyd-gloi mecanyddol rhwng y ffibr a'r resin, a chynyddodd cryfder cneifio interlayer y cyfansawdd, a oedd 2.45 gwaith yn fwy na'r cyfansawdd cyn ei addasu. Ar yr un pryd, mae ymwrthedd creep o ffibr wedi'i addasu hefyd yn gwella.
Dulliau prosesu eraill
Yn ogystal â thriniaeth plasma, ocsidiad adweithydd cemegol, impio arwyneb a thriniaeth rhyddhau corona, gall dulliau calendering a gorchuddio wella priodweddau bondio matrics ffibr a resin UHMWPE i raddau.
Y dull calendering yw bod y ffibr UHMWPE yn cael ei newid o'r adran gylchol wreiddiol i siâp gwastad ar ôl gweithredu pâr o rholeri gwasg, fel bod yr ardal gyswllt yn cynyddu yn y cyfansawdd, a bod yr eiddo bondio yn cael ei wella i raddau penodol. , ond nid yw'n amlwg. Y dull cotio yw gorchuddio haen o adweithydd ar wyneb ffibr UHMWPE. O gynhyrchu diwydiannol ffibr polyethylen pwysau moleciwlaidd uwch-uchel hyd yn hyn, nid yw'r adweithydd delfrydol wedi'i ddatblygu ar gyfer cotio. Dylai'r adweithydd hwn weithredu fel asiant cyplu i wella'r eiddo bondio rhwng ffibr UHMWPE a matrics. Nid yw effaith y dulliau hyn ar wella'r adlyniad interlayer rhwng ffibr UHMWPE a matrics yn amlwg, felly nid yw ymchwil addasu'r dulliau hyn gymaint â'r dulliau blaenorol.
Oherwydd y dulliau presennol, tra'n gwella gwlybedd ffibr, bydd priodweddau mecanyddol y ffibrau wedi'u trin yn cael eu lleihau i raddau amrywiol, a bydd cymhwysiad y ffibrau yn gyfyngedig. Mae rhai pobl yn cyflwyno dull trin cyfansawdd i drin ffibr UHMWPE, a all ddatrys y broblem hon. Dywedodd Wang Chengzhong et al. cynnal triniaeth arwyneb cyfansawdd o ffibr UHMWPE trwy ocsidiad cyfnod hylif asid cromig a gorchudd nano silica sol, ac astudio priodweddau rhyngwyneb cyfansawdd ffibr / resin epocsi UHMWPE. Mae'r canlyniadau'n dangos y gall ocsidiad cyfnod hylif a gorchudd wyneb wella priodweddau rhyngwyneb y deunyddiau cyfansawdd, ond mae'r amser triniaeth ocsideiddio cyfnod hylif yn rhy hir, bydd cryfder y ffibr yn cael ei leihau, tra bod y driniaeth gyfansawdd yn cael effaith synergaidd, ni all lleihau'r cryfder ffibr ond gwella cryfder cneifio interlayer y deunyddiau cyfansawdd yn fawr, yn ddull trin wyneb effeithiol.