Serat Modifikasi: Memperkuat Struktur Molekul, Meningkatkan Kinerja dan Potensi Aplikasi

1. Prinsip persiapan serat yang dimodifikasi
Persiapan serat yang dimodifikasi terutama didasarkan pada dua strategi: modifikasi kimia dan modifikasi fisik. Modifikasi kimia biasanya melibatkan memperkenalkan kelompok fungsional baru, segmen polimer pada permukaan atau di dalam serat, atau membentuk struktur jaringan baru melalui reaksi ikatan silang, sehingga dapat mengubah pengaturan molekul asli dan kekuatan interaksi serat. Sebagai contoh, melalui reaksi kimia seperti esterifikasi dan di tengah, gugus hidrofobik dapat dimasukkan ke dalam serat selulosa untuk meningkatkan ketahanan air dan sifat anti-penuaan serat. Modifikasi fisik berfokus pada penggunaan gaya mekanik, energi termal, radiasi dan cara lain untuk mengubah kristalinitas, orientasi atau morfologi permukaan serat tanpa mengubah komposisi kimianya. Misalnya, melalui perlakuan peregangan, rantai molekul serat dapat diatur lebih erat dan tertib di sepanjang arah aksial, sehingga meningkatkan kekuatan dan modulusnya.

2. Mekanisme Peningkatan Kinerja
Kekuatan dan ketangguhan serat yang dimodifikasi secara signifikan ditingkatkan, terutama karena aspek -aspek berikut:
Penguatan rantai molekuler: Modifikasi kimia meningkatkan interaksi antara rantai molekuler dengan memperkenalkan ikatan yang kuat atau membentuk struktur jaringan, membuat serat lebih kecil kemungkinannya untuk pecah ketika mengalami kekuatan eksternal.
Optimalisasi Kristalinitas: Modifikasi Fisik Menyesuaikan kristalinitas serat untuk membentuk daerah kristal yang lebih tertib di dalam serat, yang secara efektif dapat menahan kerusakan gaya eksternal.
Peningkatan sifat permukaan: apakah modifikasi kimia atau fisik, membantu meningkatkan kehalusan permukaan dan ikatan antarmuka serat, dan mengurangi degradasi kinerja yang disebabkan oleh gesekan dan keausan selama penggunaan.
Ekspansi Fungsional: Serat yang dimodifikasi juga dapat memperkenalkan kelompok fungsional spesifik sesuai dengan kebutuhan, seperti antibakteri, tahan api, antistatis, dll., Untuk memperluas ruang lingkup aplikasi mereka.
3. bidang aplikasi dan prospek
Serat yang dimodifikasi memiliki potensi aplikasi yang bagus di banyak bidang karena sifat fisik dan mekaniknya yang sangat baik dan karakteristik fungsional yang beragam:

Industri Tekstil: Pakaian dan produk tekstil rumah yang terbuat dari serat yang dimodifikasi tidak hanya lebih tahan lama, tetapi juga memenuhi persyaratan fungsional tertentu, seperti pengeringan cepat, pelestarian kehangatan, antibakteri, dll.
Bahan Bangunan: Menambahkan serat yang dimodifikasi ke papan beton dan gipsum dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan retak, ketangguhan dan daya tahan bahan, yang sangat cocok untuk bangunan di daerah rawan gempa.
Pabrikan Otomotif: Bahan komposit serat yang dimodifikasi banyak digunakan dalam pembuatan badan mobil dan bagian interior karena bobot ringan, kekuatan tinggi dan ketahanan benturan, yang membantu mengurangi berat kendaraan dan meningkatkan efisiensi bahan bakar.
Aerospace: Di lingkungan yang ekstrem, bahan serat yang dimodifikasi dapat mempertahankan sifat dan stabilitas mekanik yang baik, menjadikannya pilihan yang ideal untuk memproduksi pesawat, satelit, dan bagian struktural pesawat ruang angkasa lainnya.