چه اتفاقی برای الیاف شیشه در شرایط حاد شیمیایی می‌افتد؟

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) : 

چکیده:

در این پژوهش، خواص الیاف شیشه نوع E که در معرض محلول­‌های اسید سولفوریک (غلظت یون هیدروژن=0/1 مول در لیتر ، 100 میلی لیتر) و هیدروکسید پتاسیم (غلظت یون هیدروکسید=0/1 مول در لیتر ، 100 میلی لیتر) قرار گرفته است، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که پس از اصلاح اسیدی، الیاف شیشه با کاهش استحکام کششی آسیب دید و ترک‌های مارپیچی روی سطح الیاف ظاهر گردید. خوردگی اسیدی الیاف شیشه عمدتاً به کاهش یون‌های فلزی در الیاف شیشه نسبت داده می‌شود و مدل عمق تخلیه یون برای توضیح مکانیسم پیشنهاد شده است. در محلول قلیایی، پیوندهای Si-O-Si در ساختار شبکه الیاف شیشه توسط یون‌های ^- OH تجزیه می‌شوند که منجر به تخریب شبکه شیشه‌ای می‌شود. لایه خوردگی با نانوساختارهای ورقه مانند روی سطح الیاف ایجاد نمود که از حمله بیشتر یون‌های قلیایی به الیاف جلوگیری نمود. نتایج مقایسه‌­ای از استحکام کششی الیاف شیشه اصلاح شده تایید نمود که این رشته نسبت به حمله اسیدی حساس تر به حمله قلیایی است.

نتیجه گیری:

به طور خلاصه، رفتارهای خوردگی الیاف شیشه در معرض اسید سولفوریک (غلظت یون هیدروژن=0/1 مول در لیتر) و محلول های هیدروکسید پتاسیم (غلظت یون هیدروکسید=0/1 مول در لیتر) مقایسه گردید. هر دو اصلاح اسیدی و قلیایی تغییرات قابل توجهی در مورفولوژی و ساختار الیاف ایجاد نمودند و این با کاهش استحکام کششی و افزایش سطح ویژه رشته‌ها همراه بود. مکانیسم خوردگی الیاف شیشه بین این دو شرایط شیمیایی حاد متفاوت است. محلول غیر اسیدی، خوردگی الیاف شیشه را می‌­توان در درجه اول به تخلیه یون­‌های ⁺Ca²⁺، Mg² و ⁺Al³ نسبت داد، همانطور که غلظت بسیار پایین این یون‌­ها در لایه بیرونی الیاف نسبت به هسته تأیید می‌­شود. ترک های مارپیچی بر روی سطح الیاف تحت خوردگی اسیدی به دلیل وجود تنش های باقیمانده محوری در مواد ایجاد شد. در محلول قلیایی، پیوندهای Si-O-Si در ساختار شبکه الیاف شیشه تا حدی توسط یون‌های ^-OH مختل شدند و یون‌های فلز قلیایی یا قلیایی خاکی از الیاف آزاد شدند و در نتیجه لایه رسوبی با نانوساختارهای ورقه‌مانند بر روی سطح الیاف تشکیل دادند. تشکیل چنین ساختاری از نفوذ یون‌­های خورنده به داخل الیاف جلوگیری نموده و به عنوان لایه محافظ الیاف برای الیاف شیشه عمل می‌­نماید.

دانلود فایل : چه اتفاقی برای الیاف شیشه در شرایط حاد شیمیایی می­افتد

Reference:

Xing D, Chen L, Ma Q, Hao B, Gutnikov SI, Lazoryak BI, Mäder E, Ma PC. What happens to glass fiber under extreme chemical conditions?. Journal of Non-Crystalline Solids. 2020 Nov 15;548:120331.

DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2020.120331 020

ترجمه و ویرایش : هانیه میران موسوی