Sợi đã sửa đổi: Tăng cường cấu trúc phân tử, cải thiện hiệu suất và tiềm năng ứng dụng

1. Nguyên tắc chuẩn bị của Sợi đã sửa đổi
Việc chuẩn bị sợi biến đổi chủ yếu dựa trên hai chiến lược: sửa đổi hóa học và sửa đổi vật lý. Sửa đổi hóa học thường liên quan đến việc giới thiệu các nhóm chức năng mới, các phân đoạn polymer trên bề mặt hoặc bên trong sợi hoặc tạo thành cấu trúc mạng mới thông qua phản ứng liên kết ngang, để thay đổi sự sắp xếp phân tử ban đầu và lực tương tác của sợi. Ví dụ, thông qua các phản ứng hóa học như ester hóa và amidation, các nhóm kỵ nước có thể được đưa vào các sợi cellulose để cải thiện khả năng chống nước và tính chất chống lão hóa của sợi. Sửa đổi vật lý tập trung vào việc sử dụng lực cơ học, năng lượng nhiệt, bức xạ và các phương tiện khác để thay đổi độ kết tinh, định hướng hoặc hình thái bề mặt của sợi mà không thay đổi thành phần hóa học của nó. Ví dụ, thông qua điều trị kéo dài, chuỗi phân tử sợi có thể được sắp xếp chặt chẽ hơn và có trật tự hơn dọc theo hướng trục, do đó cải thiện sức mạnh và mô đun của nó.

2. Cơ chế cải thiện hiệu suất
Sức mạnh và độ dẻo dai của sợi được sửa đổi được cải thiện đáng kể, chủ yếu là do các khía cạnh sau:
Củng cố chuỗi phân tử: Sửa đổi hóa học giúp tăng cường sự tương tác giữa các chuỗi phân tử bằng cách giới thiệu các liên kết mạnh hoặc hình thành cấu trúc mạng, làm cho sợi ít bị phá vỡ khi chịu lực bên ngoài.
Tối ưu hóa độ kết tinh: Sửa đổi vật lý điều chỉnh độ kết tinh của sợi để tạo thành các vùng tinh thể được sắp xếp có trật tự hơn bên trong sợi, có thể chống lại thiệt hại của các lực bên ngoài.
Cải thiện tính chất bề mặt: Cho dù sửa đổi hóa học hay vật lý, nó giúp cải thiện độ mịn bề mặt và liên kết giao thoa của sợi, và giảm sự suy giảm hiệu suất do ma sát và hao mòn trong quá trình sử dụng.
Mở rộng chức năng: Sợi được sửa đổi cũng có thể giới thiệu các nhóm chức năng cụ thể theo nhu cầu, chẳng hạn như kháng khuẩn, chất chống cháy, chống tĩnh điện, v.v., để mở rộng hơn nữa phạm vi ứng dụng của chúng.
3. Các trường ứng dụng và triển vọng
Các sợi được sửa đổi có tiềm năng ứng dụng lớn trong nhiều lĩnh vực do tính chất vật lý và cơ học tuyệt vời của chúng và các đặc điểm chức năng đa dạng:

Ngành dệt may: Quần áo và các sản phẩm dệt gia dụng làm bằng sợi biến đổi không chỉ bền hơn mà còn đáp ứng các yêu cầu chức năng cụ thể, chẳng hạn như sấy khô nhanh, bảo quản ấm áp, kháng khuẩn, v.v.
Vật liệu xây dựng: Thêm các sợi biến đổi vào bảng bê tông và thạch cao có thể cải thiện đáng kể khả năng chống nứt, độ bền và độ bền của các vật liệu, đặc biệt phù hợp với các tòa nhà trong các khu vực dễ bị động đất.
Sản xuất ô tô: Vật liệu composite sợi biến đổi được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thân xe ô tô và các bộ phận bên trong do trọng lượng nhẹ, sức mạnh cao và khả năng chống va đập, giúp giảm trọng lượng xe và cải thiện hiệu quả nhiên liệu.
Không gian vũ trụ: Trong môi trường khắc nghiệt, vật liệu sợi được sửa đổi có thể duy trì tính chất cơ học tốt và sự ổn định, khiến chúng trở thành một lựa chọn lý tưởng cho sản xuất máy bay, vệ tinh và các bộ phận cấu trúc tàu vũ trụ khác.