أخبار

1. تطوير وتطبيق تقنية الطلاء الدقيق باستخدام عامل التحجيم النانوي

تلعب تقنية الطلاء الدقيق باستخدام عوامل التحجيم النانوية، باعتبارها تقنية متطورة، دورًا حاسمًا في تحسينأداء الألياف الزجاجيةبفضل مساحة سطحها النوعية الكبيرة، ونشاطها السطحي العالي، وخصائصها الفيزيائية والكيميائية المتميزة، تُحسّن المواد النانوية بشكلٍ ملحوظ التوافق بين عامل التحجيم وسطح ألياف الزجاج، مما يُعزز قوة الترابط بينهما. ومن خلال طلاء ألياف الزجاج بعوامل التحجيم النانوية، يُمكن تكوين طبقة نانوية متجانسة ومستقرة، مما يُقوي الالتصاق بين الألياف والمادة الأساسية، وبالتالي يُحسّن بشكلٍ كبير الخواص الميكانيكية للمادة المركبة. في التطبيقات العملية، تُستخدم عمليات متقدمة مثل طريقة سول-جل، وطريقة الرش، وطريقة الغمر لطلاء عوامل التحجيم النانوية لضمان تجانس الطبقة وقوة التصاقها. على سبيل المثال، عند استخدام عامل تحجيم يحتوي على نانو-سيلان أو نانو-تيتانيوم، وتطبيقه بشكلٍ متجانس على سطح ألياف الزجاج باستخدام طريقة سول-جل، تتشكل طبقة نانوية من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2) على سطح ألياف الزجاج، مما يزيد بشكلٍ كبير من طاقة سطحها وقدرتها على الالتصاق، ويُعزز قوة ترابطها مع مادة الراتنج الأساسية.

2. تصميم مُحسَّن لتركيبات عوامل التحجيم التآزرية متعددة المكونات

من خلال دمج مكونات وظيفية متعددة، يُمكن لعامل التحجيم تشكيل طبقة وظيفية مركبة على سطح ألياف الزجاج، مما يلبي الاحتياجات الخاصة لمواد ألياف الزجاج المركبة في مختلف مجالات التطبيق. لا تُحسّن عوامل التحجيم متعددة المكونات قوة الترابط بين ألياف الزجاج والمادة الأساسية فحسب، بل تُكسبها أيضًا خصائص متنوعة مثل مقاومة التآكل، ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية، ومقاومة تغيرات درجة الحرارة. في التصميم الأمثل، تُختار عادةً مكونات ذات أنشطة كيميائية مختلفة، ويتحقق تأثير تآزري من خلال نسب مناسبة. على سبيل المثال، يُمكن لمزيج من السيلان ثنائي الوظيفة وبوليمرات مثل البولي يوريثان وراتنج الإيبوكسي أن يُشكّل بنية متشابكة من خلال التفاعلات الكيميائية أثناء عملية الطلاء، مما يُعزز بشكل كبير الالتصاق بين ألياف الزجاج والمادة الأساسية. لتلبية الاحتياجات الخاصة في البيئات القاسية التي تتطلب مقاومة للحرارة والتآكل، يُمكن إضافة كمية مناسبة من جسيمات نانوية خزفية مقاومة لدرجات الحرارة العالية أو مكونات أملاح معدنية مقاومة للتآكل لتحسين الأداء العام للمادة المركبة.

3. الابتكارات والاختراقات في عملية طلاء عامل التحجيم بمساعدة البلازما

تُشكل عملية طلاء عامل التحجيم بمساعدة البلازما، كتقنية جديدة لتعديل الأسطح، طبقة موحدة وكثيفة على سطح الألياف الزجاجية من خلال الترسيب الفيزيائي للبخار أو الترسيب الكيميائي للبخار المعزز بالبلازما، مما يحسن بشكل فعال قوة الترابط البيني بينالألياف الزجاجيةوالمصفوفة. بالمقارنة مع طرق طلاء عامل التحجيم التقليدية، تتفاعل عملية البلازما مع سطح الألياف الزجاجية عبر جزيئات بلازما عالية الطاقة عند درجات حرارة منخفضة، مما يزيل الشوائب السطحية ويُدخل مجموعات فعالة، ويعزز تقارب الألياف واستقرارها الكيميائي. بعد طلاء الألياف الزجاجية المعالجة بالبلازما، لا تتحسن قوة الترابط البيني بشكل ملحوظ فحسب، بل توفر أيضًا وظائف إضافية مثل مقاومة التحلل المائي، ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية، ومقاومة فروق درجات الحرارة. على سبيل المثال، يمكن معالجة سطح الألياف الزجاجية بعملية بلازما منخفضة الحرارة ودمجها مع عامل تحجيم عضوي سيليكوني لتكوين طبقة مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ودرجات الحرارة العالية، مما يطيل عمر المادة المركبة. وقد أظهرت الدراسات أن قوة الشد لمركبات الألياف الزجاجية المطلية بطرق البلازما يمكن زيادتها بأكثر من 25%، كما تتحسن مقاومتها للشيخوخة بشكل ملحوظ في بيئات ذات درجات حرارة ورطوبة متغيرة.

4. بحث حول تصميم وتحضير طلاءات عوامل التحجيم الذكية سريعة الاستجابة

تُعدّ طلاءات عوامل التحجيم الذكية المستجيبة طلاءات قادرة على الاستجابة للتغيرات في البيئة الخارجية، وتُستخدم على نطاق واسع في المواد الذكية، وأجهزة الاستشعار، والمواد المركبة ذاتية الإصلاح. من خلال تصميم عوامل تحجيم حساسة للبيئة، مثل درجة الحرارة والرطوبة ودرجة الحموضة، يمكن للألياف الزجاجية تعديل خصائص سطحها تلقائيًا في ظل ظروف مختلفة، ما يُتيح لها أداء وظائف ذكية. عادةً ما تُصنع عوامل التحجيم الذكية المستجيبة بإضافة بوليمرات أو جزيئات ذات وظائف محددة، مما يسمح لها بتغيير خصائصها الفيزيائية والكيميائية استجابةً للمؤثرات الخارجية، وبالتالي تحقيق تأثير تكيفي. على سبيل المثال، يُمكن أن يؤدي استخدام طلاءات عوامل التحجيم التي تحتوي على بوليمرات حساسة لدرجة الحرارة أو بوليمرات حساسة لدرجة الحموضة، مثل بولي (N-أيزوبروبيل أكريلاميد)، إلى تغيير مورفولوجيا الألياف الزجاجية عند تغير درجة الحرارة أو في البيئات الحمضية والقلوية، ما يُعدّل طاقة سطحها وقابليتها للترطيب. تُتيح هذه الطلاءات للألياف الزجاجية الحفاظ على الالتصاق الأمثل بين الأسطح والمتانة في بيئات عمل مختلفة [27]. وقد أظهرت الدراسات أنمركبات الألياف الزجاجيةإن استخدام الطلاءات الذكية سريعة الاستجابة يحافظ على قوة شد مستقرة في ظل تغيرات درجة الحرارة ويظهر مقاومة ممتازة للتآكل في البيئات الحمضية والقلوية.