থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবার কার্বন ফাইবার শিল্পের ভবিষ্যতের উন্নয়নের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক। এর উচ্চ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং পুনর্নির্মাণযোগ্য প্রক্রিয়াকরণ বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, এটি থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবার পণ্যগুলির প্রক্রিয়াকরণ এবং পুনঃব্যবহারের ক্ষেত্রে একটি বড় ভূমিকা পালন করতে পারে। থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবার মহাকাশ এবং বিমান চলাচলের মতো উচ্চ-প্রান্তের ক্ষেত্রের জন্য উপযুক্ত। এটিতে আরও ভাল উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের এবং আরও ব্যাপক প্রয়োগের পরিস্থিতি রয়েছে। এই পর্যায়ে, CF/PEEK, CF/PPS, CF/PA, ইত্যাদি সহ ব্যাচে তৈরি করা যেতে পারে এমন অনেক ধরনের থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবার নেই।
মহাকাশ এবং অন্যান্য শিল্পের প্রকৃত ব্যবহারের প্রয়োজন মেটানোর জন্য, উপরের যৌগিক উপকরণগুলিকে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে পরিবর্তন করতে হতে পারে, যেমন তাদের দৃঢ়তা বাড়ানো। আপনি যদি থার্মোপ্লাস্টিক কম্পোজিটের শক্ততা বাড়াতে চান, আপনি অনেক দিক থেকে শুরু করতে পারেন, যেমন শক্ত করার এজেন্ট যোগ করা বা অন্যান্য শক্তিবৃদ্ধি যোগ করা। আপনি কার্বন ফাইবার পৃষ্ঠকে সংশোধন এবং শক্ত করতে শারীরিক বা রাসায়নিক পদ্ধতিও ব্যবহার করতে পারেন। আপনি ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া উন্নত করতে পারেন। সামঞ্জস্য যৌগিক পদার্থের শক্ত প্রভাবকে প্রচার করে।
1. toughening এজেন্ট মিশ্রন এবং toughening: যৌগিক উপাদান পরিবর্তনে, শারীরিক মিশ্রণ পরিবর্তন হল সবচেয়ে সহজ এবং সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত পরিবর্তন পদ্ধতি। থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবার কম্পোজিটগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি কার্বন ফাইবার এবং থার্মোপ্লাস্টিক রজন ম্যাট্রিক্সের মধ্যে ইন্টারফেস বন্ধন অবস্থার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। যৌগিক উপাদানের কঠোরতা বাড়ানোর জন্য, উপকরণগুলির ইন্টারফেস বন্ধন প্রভাব উন্নত করতে এবং যৌগিক উপাদানের শক্ততা বাড়াতে একটি নির্দিষ্ট শক্ত এজেন্ট যোগ করা যেতে পারে।
Maleic anhydride (MAH) পলিমাইড (PA) এর সাথে কম্প্যাটিবিলাইজ করার জন্য বিক্রিয়া করতে পারে। দুজনের মধ্যে ভালো সামঞ্জস্য রয়েছে। MAH এবং PA-এর ভাল সামঞ্জস্যের কারণে, শক্তকারী এজেন্ট দ্রুত PA ম্যাট্রিক্সে বিচ্ছুরিত হতে পারে। গবেষণা দেখায় যে PA6/CF যৌগিক পদার্থের জন্য, শক্ত করার এজেন্ট POE-g-MAH যোগ করা যৌগিক পদার্থের প্রভাব বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে। প্রভাব শক্তি 6.2kJ/m2 থেকে 9 পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয়েছে।{5}}kJ/m2, এবং শক্ত হওয়ার প্রভাব স্পষ্ট।
অসুবিধা: যুক্তিসঙ্গত পরিমাণে শক্তকরণ এজেন্ট যৌগিক পদার্থের দৃঢ়তা উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে, তবে শক্তকরণ এজেন্ট সামগ্রীর বৃদ্ধির ফলে অত্যধিক কণার আকার এবং হ্রাস বিচ্ছুরণ প্রভাবের মতো সমস্যা হতে পারে, যা উপাদানের অন্যান্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে, তাই এটির প্রয়োজন। নিয়ন্ত্রণ করা tougheners উপযুক্ত সংযোজন.
2. রিইনফোর্সমেন্ট হাইব্রিড শক্ত করা: কার্বন ফাইবার এবং থার্মোপ্লাস্টিক রজন ছাড়াও, অন্যান্য শক্তিবৃদ্ধি উপকরণ, যেমন গ্লাস ফাইবার (GF), আরামাইড ফাইবার (AF) এবং কার্বন ন্যানোটিউব, থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবার উন্নত করার জন্য থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবার কম্পোজিট উপকরণগুলিতে যোগ করা হয়। যৌগিক উপকরণের শক্ততাও শক্ত করার প্রভাব অর্জন করতে পারে।
পরীক্ষাগুলি দেখায় যে হাইব্রিড ফাইবার/POE‑g‑MAH যৌগিক চাঙ্গা PA66 উপকরণ প্রস্তুত করতে PA66-এ CF, GF এবং POE-g-MAH যোগ করা হবে। যখন গ্লাস ফাইবার সংযোজনের পরিমাণ 15% হয়, তখন শক্ত করার প্রভাবটি সর্বোত্তম, যা CF এর চেয়ে ভাল। একা ভর্তির প্রভাব শক্তি 34.02% বৃদ্ধি পেয়েছে এবং উন্নতির প্রভাব সুস্পষ্ট ছিল। CF/PET যৌগিক উপকরণ প্রস্তুত করার সময়, পরিবর্তনের জন্য আরামিড ফাইবার এতে প্রলেপ দেওয়া হয়। যৌগিক উপাদান প্রভাব শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়. এক স্তরের আবরণে যৌগিক উপাদানের প্রভাব শক্তি 65.8% এবং আবরণের দুটি স্তর সহ 45.6% বৃদ্ধি পায়। toughening প্রভাব উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে.
কিছু গবেষণায় দেখা গেছে যে দুটি শক্তিশালীকরণ উপকরণ, CF এবং হ্যালোসাইট ন্যানোটিউব (HNTs) এর সুবিধাগুলিকে PA6-এ HNTs এবং CF-এর সিনারজিস্টিক শক্তকরণ এবং শক্তিবৃদ্ধির প্রভাব অধ্যয়নের জন্য একত্রিত করা হয়েছিল। যান্ত্রিক সম্পত্তি পরীক্ষার ফলাফল দেখায় যে PA6/30%CF/10%HNTs-এর সর্বাধিক প্রভাব শক্তি 8.9kJ/m2, HNTs-এর PA6/CF যৌগিক পদার্থের উপর একটি শক্ত প্রভাব রয়েছে, এবং HNTs এবং CF শক্ত করার ক্ষেত্রে একটি সমন্বয়মূলক প্রভাব রয়েছে।
3. কার্বন ফাইবার পৃষ্ঠের চিকিত্সা: অপরিবর্তিত কার্বন ফাইবার ভঙ্গুর, একটি শক্তিশালী পৃষ্ঠের জড়তা রয়েছে এবং সক্রিয় গ্রুপের অভাব রয়েছে, যার ফলে কার্বন ফাইবার এবং থার্মোপ্লাস্টিক রজন ম্যাট্রিক্সের মধ্যে দুর্বল সামঞ্জস্য রয়েছে এবং ইন্টারফেসের গঠন এবং কর্মক্ষমতা প্রভাবিত হয়। কার্বন ফাইবারের পৃষ্ঠের চিকিত্সার মাধ্যমে, এর পৃষ্ঠের রাসায়নিক ক্রিয়াকলাপ, পৃষ্ঠের মুক্ত শক্তি বা পৃষ্ঠের রুক্ষতা বাড়ানো যেতে পারে, যা কার্বন ফাইবার এবং থার্মোপ্লাস্টিক ম্যাট্রিক্সের মধ্যে ভেজানোর মাত্রা উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে, যার ফলে এর নিজস্ব সহ যৌগিক উপাদানের সামগ্রিক কার্যকারিতা উন্নত হয়। দৃঢ়তা কার্বন ফাইবারের পৃষ্ঠের চিকিত্সা করার অনেক উপায় রয়েছে, যার মধ্যে সাইজিং এজেন্ট চিকিত্সা, পৃষ্ঠের শারীরিক পরিবর্তন এবং পৃষ্ঠের রাসায়নিক পরিবর্তন রয়েছে।
সাইজিং এজেন্ট দ্বারা যৌগিক পদার্থের ইন্টারফেস বৈশিষ্ট্যের উন্নতি সাধন করা যেতে পারে শারীরিক প্রভাব যেমন অনুপ্রবেশ এবং আনুগত্যের পাশাপাশি রাসায়নিক প্রভাবের মাধ্যমে কার্বন ফাইবার পৃষ্ঠের উপর প্রচুর সংখ্যক সক্রিয় গোষ্ঠীর সমন্বয়ের মাধ্যমে ম্যাট্রিক্সের সাথে কোভ্যালেন্ট তৈরি করতে। বন্ড পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে এডিপিক অ্যাসিডের মতো কাঁচামালগুলি গলিত ঘনীভূত হয়ে থার্মোপ্লাস্টিক কপোলিয়ামাইড তৈরি করে, যা PA6/CF যৌগিক উপাদানকে পরিবর্তন করার জন্য একটি সাইজিং এজেন্ট (কো-পিএ) হিসাবে তৈরি করা হয়। 4% এর সর্বোত্তম সাইজিং এজেন্ট সামগ্রীতে, যৌগিক উপাদানের ইন্টারফেসিয়াল শিয়ার স্ট্রেন্থ (IFSS) 37.6MPa-এ পৌঁছে যা আকারবিহীন PA6/CF এর থেকে 43.76% বেশি৷
কার্বন ফাইবার পৃষ্ঠের অন্যান্য শারীরিক পরিবর্তন পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে অতিস্বনক বিচ্ছুরণ, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট চিকিত্সা এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ডিপোজিশন। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে polydiallyldimethylammonium chloride (PDDA) গ্রাফিন অক্সাইড (P‑SG) পরিবর্তন করতে ব্যবহার করা হয়েছিল এবং অতিস্বনক চিকিত্সার জন্য CF এর সাথে মিশ্রিত করা হয়েছিল, যাতে P‑SG সফলভাবে PA6/C ‑SG কম্পোজিটগুলি পেতে CF পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত ছিল৷ উপসংহার হল যে পরিবর্তিত যৌগিক পদার্থের প্রভাব শক্তি কার্বন ফাইবার সামগ্রীর বৃদ্ধির সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। যখন কার্বন ফাইবারের উপাদান 13% হয়, তখন প্রভাব শক্তি 36.52kJ/m2 হয় এবং প্রভাব কার্যক্ষমতা 113.17% বৃদ্ধি পায়।
কার্বন ফাইবার পৃষ্ঠের রাসায়নিক পরিবর্তন হল কার্বন ফাইবারকে একটি দ্রবণীয় পরিবেশে রাখা এবং আরও সক্রিয় গ্রুপ দিতে এবং ইন্টারফেস বন্ধন শক্তি বাড়ানোর জন্য উপাদানের পৃষ্ঠকে বেছে বেছে পরিবর্তন করা; বা অন্যান্য দ্রাবক ব্যবহার করে সিএফ পৃষ্ঠের রুক্ষতা উন্নত করতে পৃষ্ঠের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নিয়ন্ত্রণ করুন, যার মধ্যে কাপলিং এজেন্ট পদ্ধতিটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত রাসায়নিক পরিবর্তন পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে যখন কার্বন ফাইবারের পৃষ্ঠকে রাসায়নিকভাবে সিলেন কাপলিং এজেন্ট (KH550) দিয়ে PA6/CF যৌগিক পদার্থ প্রস্তুত করার জন্য পরিবর্তিত করা হয়, তখন অবিচ্ছিন্ন প্রভাব পরীক্ষার ফলাফল দেখায় যে যখন পরিবর্তিত কার্বন ফাইবারের পরিমাণ 20%, PA6/CF-এর অবিচ্ছিন্ন প্রভাব শক্তি সর্বাধিক মান (18.5±0.6) kJ/m2-তে পৌঁছে, যা অনুরূপ চিকিত্সা না করা সামগ্রীর থেকে 52% বেশি৷
4. প্রক্রিয়াকরণ এবং ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ: থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবার যৌগিক শীটগুলির ছাঁচনির্মাণ এবং প্রক্রিয়াকরণ এবং উপাদান উপাদান সংযোগ প্রযুক্তিও চূড়ান্ত উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে এমন গুরুত্বপূর্ণ কারণ। উপাদান ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া চলাকালীন ছাঁচনির্মাণ তাপমাত্রা, ছাঁচনির্মাণ চাপ, ইত্যাদি নিয়ন্ত্রণ করে, যৌগিক উপাদানের ইন্টারফেস বন্ধন পরিস্থিতি নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে এবং ইন্টারফেসের কার্যকারিতা পরিবর্তন করা যেতে পারে।
ছাঁচনির্মাণের তাপমাত্রা যত বেশি হবে, রজন ম্যাট্রিক্সের সান্দ্রতা তত কম হবে, তরলতা তত ভাল হবে, কার্বন ফাইবারের অনুপ্রবেশ তত বেশি হবে এবং ইন্টারফেসের যোগাযোগের ক্ষেত্র বৃদ্ধি পাবে। অতএব, একই ক্র্যাক এক্সটেনশন দৈর্ঘ্যের অধীনে, নমুনাটি ছিঁড়ে যাওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় লোডের মান যত বেশি, অর্থাৎ, ইন্টারলামিনার ফ্র্যাকচারের শক্ততা তত বেশি। ছাঁচনির্মাণের চাপ সম্পর্কে, উচ্চ চাপের অধীনে, আণবিক চেইন চলাচলের বাধার কারণে, রজন এবং ম্যাট্রিক্স ভালভাবে অনুপ্রবেশ করা যায় না, তাই উপযুক্ত চাপ ছাঁচনির্মাণের অবস্থা নির্বাচন করা প্রয়োজন। উপযুক্ত শীতল হারও যৌগিক পদার্থের শক্ততা উন্নত করতে পারে।
উপরন্তু, বিভিন্ন ছাঁচনির্মাণ পদ্ধতি চূড়ান্ত যান্ত্রিকতা এবং উপাদানের অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে এক্সট্রুশন/ইঞ্জেকশন প্রক্রিয়া এবং দীর্ঘ ফাইবার থার্মোপ্লাস্টিক (এলএফটি)/ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া ব্যবহার করে ABS/CF যৌগিক উপকরণ তুলনা করা হয়েছে, এবং ফাইবার দৈর্ঘ্য বন্টন, প্রসার্য, প্রভাব এবং উপাদানের অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের উপর দুটি প্রক্রিয়ার প্রভাব তুলনা করা হয়। প্রভাব। ফলাফলগুলি দেখায় যে ABS/L‑CF কম্পোজিটগুলিতে সর্বনিম্ন CF দৈর্ঘ্য ABS/E‑CF কম্পোজিটগুলিতে সর্বাধিক ফাইবারের দৈর্ঘ্যের প্রায় 3 গুণ। ABS/L‑CF এর প্রভাব শক্তি ABS/ECF এর তুলনায় প্রায় 105%~155% বেশি।
দেশে এবং বিদেশে থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবার কম্পোজিটের উপর গবেষণা কখনই থামেনি, এবং ক্রমবর্ধমান দৃঢ়তা গবেষণার দিকগুলির মধ্যে একটি মাত্র। একটি অত্যাধুনিক নতুন যৌগিক উপাদান হিসাবে, থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবারের বিপুল সম্ভাবনা রয়েছে, তবে এটিকে শিল্প সহায়তায় রূপান্তর করা সমান কঠিন। যদি থার্মোপ্লাস্টিক কার্বন ফাইবারের বৈশিষ্ট্যগুলিকে আরও সম্পূর্ণ এবং পরিপক্ক পদ্ধতিতে প্রয়োগ করতে হয়, তবে শক্ত করার মতো দিকগুলিতে গবেষণা অপরিহার্য। ভিত্তি যথেষ্ট শক্ত হলেই কার্বন ফাইবার শিল্পের বিকাশ যথেষ্ট শক্ত হতে পারে।
