۱. توسعه و کاربرد فناوری پوششدهی دقیق عامل آهاردهی در مقیاس نانو
فناوری پوششدهی دقیق با عامل آهاردهی نانومقیاس، به عنوان یک فناوری پیشرفته، نقش حیاتی در بهبود ...عملکرد الیاف شیشهنانومواد، به دلیل مساحت سطح ویژه بزرگ، فعالیت سطحی قوی و خواص فیزیکوشیمیایی برتر، میتوانند سازگاری بین عامل آهاردهی و سطح الیاف شیشه را به طور قابل توجهی بهبود بخشند و در نتیجه استحکام پیوند بین سطحی آنها را افزایش دهند. از طریق پوششدهی عوامل آهاردهی نانومقیاس، میتوان یک پوشش نانومقیاس یکنواخت و پایدار روی سطح الیاف شیشه تشکیل داد که چسبندگی بین الیاف و ماتریس را تقویت میکند و در نتیجه خواص مکانیکی ماده کامپوزیت را به طور قابل توجهی بهبود میبخشد. در کاربردهای عملی، از فرآیندهای پیشرفتهای مانند روش سل-ژل، روش اسپری و روش غوطهوری برای پوششدهی عوامل آهاردهی نانومقیاس استفاده میشود تا یکنواختی و چسبندگی پوشش تضمین شود. به عنوان مثال، با استفاده از یک عامل آهاردهی حاوی نانوسیلان یا نانوتیتانیوم و اعمال یکنواخت آن به سطح الیاف شیشه با استفاده از روش سل-ژل، یک لایه SiO2 نانومقیاس روی سطح الیاف شیشه تشکیل میشود که انرژی و میل ترکیبی سطحی آن را به طور قابل توجهی افزایش میدهد و استحکام پیوند آن را با ماتریس رزین افزایش میدهد.
۲. طراحی بهینه فرمولاسیونهای عامل آهاردهی همافزایی چندجزئی
با ترکیب چندین جزء عملکردی، عامل آهاردهی میتواند یک پوشش عملکردی کامپوزیتی روی سطح الیاف شیشه تشکیل دهد و نیازهای ویژه مواد کامپوزیت الیاف شیشه را در زمینههای کاربردی مختلف برآورده کند. عوامل آهاردهی چند جزئی نه تنها میتوانند استحکام پیوند بین الیاف شیشه و ماتریس را بهبود بخشند، بلکه به آنها خواص مختلفی مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاومت در برابر تغییرات دما نیز میدهند. از نظر طراحی بهینه، معمولاً اجزایی با فعالیتهای شیمیایی مختلف انتخاب میشوند و از طریق نسبتهای معقول، اثر همافزایی حاصل میشود. به عنوان مثال، مخلوطی از سیلان دوعاملی و پلیمرهای پلیمری مانند پلی اورتان و رزین اپوکسی میتواند از طریق واکنشهای شیمیایی در طول فرآیند پوشش، یک ساختار متقاطع تشکیل دهد و چسبندگی بین الیاف شیشه و ماتریس را به طور قابل توجهی افزایش دهد. برای نیازهای ویژه در محیطهای شدید که نیاز به مقاومت در برابر دما و مقاومت در برابر خوردگی دارند، میتوان مقدار مناسبی از نانوذرات سرامیکی مقاوم در برابر دمای بالا یا اجزای نمک فلزی مقاوم در برابر خوردگی را برای بهبود بیشتر عملکرد کلی ماده کامپوزیت اضافه کرد.
۳. نوآوری و پیشرفت در فرآیند پوششدهی با عامل آهاردهی به کمک پلاسما
فرآیند پوششدهی با عامل آهاردهی به کمک پلاسما، به عنوان یک فناوری جدید اصلاح سطح، از طریق رسوب فیزیکی بخار یا رسوب شیمیایی بخار تقویتشده با پلاسما، یک پوشش یکنواخت و متراکم روی سطح الیاف شیشه تشکیل میدهد و به طور مؤثر استحکام پیوند سطحی بین ...الیاف شیشهو ماتریس. در مقایسه با روشهای سنتی پوششدهی با عامل آهاردهی، فرآیند به کمک پلاسما میتواند از طریق ذرات پلاسمای پرانرژی در دماهای پایین با سطح الیاف شیشه واکنش دهد، ناخالصیهای سطحی را حذف کرده و گروههای فعال را معرفی کند و میل ترکیبی و پایداری شیمیایی الیاف را افزایش دهد. پس از پوششدهی با الیاف شیشهای تیمار شده با پلاسما، نه تنها میتوان استحکام پیوند بین سطحی را به طور قابل توجهی بهبود بخشید، بلکه میتواند عملکردهای اضافی مانند مقاومت در برابر هیدرولیز، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاومت در برابر اختلاف دما را نیز فراهم کند. به عنوان مثال، تیمار سطح الیاف شیشه با فرآیند پلاسمای دمای پایین و ترکیب آن با یک عامل آهاردهی ارگانوسیلیکون میتواند یک پوشش مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاوم در برابر دمای بالا تشکیل دهد و عمر مفید ماده کامپوزیت را افزایش دهد. مطالعات نشان دادهاند که استحکام کششی کامپوزیتهای الیاف شیشهای پوشش داده شده با روشهای به کمک پلاسما میتواند بیش از 25٪ افزایش یابد و عملکرد ضد پیری آنها در محیطهای با دما و رطوبت متناوب به طور قابل توجهی بهبود مییابد.
۴. تحقیق در مورد فرآیند طراحی و آمادهسازی پوششهای عامل آهاردهی هوشمند پاسخگو
پوششهای عامل آهاردهی هوشمند پاسخگو، پوششهایی هستند که میتوانند به تغییرات محیط خارجی پاسخ دهند و به طور گسترده در مواد هوشمند، حسگرها و مواد کامپوزیتی خود ترمیم شونده استفاده میشوند. با طراحی عوامل آهاردهی با حساسیت محیطی به دما، رطوبت، pH و غیره، الیاف شیشه میتوانند به طور خودکار خواص سطحی خود را تحت شرایط مختلف تنظیم کنند و در نتیجه به عملکردهای هوشمند دست یابند. عوامل آهاردهی هوشمند پاسخگو معمولاً با معرفی پلیمرها یا مولکولهایی با عملکردهای خاص به دست میآیند که به آنها اجازه میدهد خواص فیزیکوشیمیایی خود را تحت محرکهای خارجی تغییر دهند و در نتیجه به یک اثر تطبیقی دست یابند. به عنوان مثال، استفاده از پوششهای عامل آهاردهی حاوی پلیمرهای حساس به دما یا پلیمرهای حساس به pH مانند پلی (N-ایزوپروپیل اکریل آمید) میتواند باعث شود الیاف شیشه در تغییرات دما یا محیطهای اسیدی و قلیایی دچار تغییرات مورفولوژیکی شوند و انرژی سطحی و ترشوندگی آنها را تنظیم کنند. این پوششها به الیاف شیشه اجازه میدهند چسبندگی بین سطحی و دوام بهینه را در محیطهای کاری مختلف حفظ کنند [27]. مطالعات نشان دادهاند کهکامپوزیتهای الیاف شیشهاستفاده از پوششهای هوشمند واکنشپذیر، استحکام کششی پایداری را در برابر تغییرات دما حفظ میکند و مقاومت خوردگی عالی را در محیطهای اسیدی و قلیایی نشان میدهد.
زمان ارسال: ۲۷ ژانویه ۲۰۲۶
