UHMWPE فائبر کی سطح کا علاج

UHMWPE فائبر کی سطح کے علاج کو علاج کے طریقوں کے مختلف اصولوں کے مطابق جسمانی ترمیم اور کیمیائی ترمیم میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ استعمال شدہ مختلف ترمیم شدہ میڈیا کے مطابق، بہت سے طریقوں کو ذیلی تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ ترمیمی اثر کا مطالعہ کرتے وقت، یہ یاد رکھنا چاہیے کہ ایک طریقہ میں اکثر جسمانی ترمیم اور کیمیائی ترمیم کی خصوصیات ہوتی ہیں۔ لہذا، مندرجہ ذیل بحث میں، مخصوص پروسیسنگ میڈیا کے مطابق درجہ بندی کر رہے ہیں.
پلازما کا علاج
پلازما کے علاج کو دو اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: کم درجہ حرارت کا پلازما علاج اور پلازما گرافٹ سطح کا علاج۔
نام نہاد HMWPE فائبر کم درجہ حرارت پلازما سطح کا علاج پلازما ٹریٹمنٹ ڈیوائس کی دو پلیٹوں کے درمیان صاف کیے گئے HMWPE فائبر کو ویکیوم کرنا، 40Pa سے کم کے ماحول میں پلازما پیدا کرنے والے آلے کو شروع کرنا، کم درجہ حرارت پر پلازما ٹریٹمنٹ کرنا ہے۔ وقت کی ایک مخصوص مدت کے لئے فائبر، اور پھر سٹوریج کے لئے فائبر کو ہٹا دیں.
نام نہاد UHMWPE فائبر پلازما گرافٹ کی سطح کا علاج صاف شدہ UHMWPE فائبر کو مونومر محلول میں ڈبونا، اسے ایک خاص مدت کے بعد نکالنا اور مزید علاج کے لیے اسے کم درجہ حرارت والے پلازما ڈیوائس میں رکھنا ہے۔ علاج کے بعد، فائبر کی سطح پر مونومر کے گرافٹ پولیمرائزیشن کو متحرک کرنے کے لیے فائبر کی سطح پر ایکٹو پوائنٹس بنائے جاتے ہیں۔ آخر میں، فائبر کی سطح پر ہوموپولیمر کو ایسیٹون سے دھویا گیا اور بعد میں استعمال کے لیے محفوظ کر لیا گیا۔
گھومنے کے عمل میں UHMWPE فائبر کی سطح پر بننے والی کمزور بائنڈنگ پرت (WBL) کو پلازما کی الٹرا وائلٹ شعاعوں سے مزید جوڑ دیا جاتا ہے، اور UHMWPE فائبر کی سطح کی ہم آہنگی کی طاقت بہتر ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، پلازما ٹریٹمنٹ کے بعد فائبر کی سطح پر مختلف قسم کے فعال گروپ بنائے جاسکتے ہیں، جیسے: -CO H -, -co -, -COOh, -COO - اور دیگر فعال گروپس، جو کیمیکل کے لیے سازگار ہیں۔ فائبر اور میٹرکس رال کا مجموعہ۔ پلازما ٹریٹمنٹ فائبر کی سطح پر نالی بھی پیدا کرتا ہے اور سطح کی کھردری کو بڑھاتا ہے، جو میٹرکس کے ساتھ مکینیکل بانڈنگ کے لیے موزوں ہے۔ اس طریقہ کار سے HMWPE فائبر کی کارکردگی ایک جامع مواد کے طور پر بہت بہتر ہوتی ہے، اور انٹرلیئر شیئر کی طاقت میں 3 گنا سے زیادہ اضافہ ہوتا ہے۔ تاہم، پلازما کی سطح کے علاج کے بعد UHMWPE فائبر کے فعال گروپوں کی کشندگی کی شرح نسبتاً بڑی ہے، اور کشندگی کی شرح دو گھنٹے میں ایک تہائی ہے۔ اور علاج کے طریقہ کار میں ایک اعلی خلا کی ضرورت ہوتی ہے، جس میں 40Pa سے کم دباؤ کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہذا، UHMWPE فائبر پلازما سطح کا علاج مسلسل کیمیائی صنعتی پیداوار حاصل کرنے کے لئے مشکل ہے.
کرونا ڈسچارج کا علاج
نام نہاد UHMWPE فائبر کورونا ڈسچارج سطح کا علاج یہ ہے کہ صاف شدہ UHMWPE فائبر کو کورونا ٹریٹمنٹ ڈیوائس کی دو پلیٹوں کے درمیان تقریباً 60 KV ہائی وولٹیج لوڈ کرنے کے لیے عام دباؤ میں رکھنا ہے، پاور تقریباً 350W ہے، تاکہ ہوا کو آئنائز کیا جا سکے۔ کورونا پیدا ہوتا ہے، اور علاج کو ایک خاص وقت کے بعد استعمال کے لیے نکال دیا جاتا ہے۔
کورونا ڈسچارج سطح کا علاج UHMWPE فائبر کی سطح کو کھینچ سکتا ہے، فائبر اور رال کے درمیان رابطے کے علاقے کو بڑھا سکتا ہے، اور فائبر کی سطح پر رال کیورنگ کے بعد مکینیکل میشنگ ایکشن بنا سکتا ہے۔ مکینیکل میشنگ کا سائز فائبر پر رال کی دراندازی کی ڈگری اور رال اور فائبر کے درمیان رابطے کے علاقے سے گہرا تعلق رکھتا ہے، لیکن اس جسمانی عمل کی زیادہ سے زیادہ طاقت صرف 24 KJ · mol-1 ہے۔ لہٰذا، یہ صرف کورونا ڈسچارج کے ذریعے فائبر اور رال کی انٹرفیشل بانڈنگ طاقت کو بہتر بنانے کے لیے محدود ہے۔ پولی اولفن فلموں کے صنعتی علاج کے لیے صرف کورونا ڈسچارج ٹریٹمنٹ کی اطلاع دی گئی ہے۔ اگرچہ HMWPE فائبر کی کچھ صنعتی مصنوعات کا فی الحال سادہ کورونا ڈسچارج کے ذریعے علاج کیا جاتا ہے، لیکن اس کا اثر زیادہ واضح نہیں ہے۔ اور کورونا ڈسچارج کا علاج بڑی حد تک وقفے وقفے سے آپریشن کے ذریعے محدود ہے۔ اس لیے صنعت کاری اور کورونا ڈسچارج علاج کے تسلسل کو محسوس کرنا بہت مشکل ہے۔
شعاع ریزی سے متاثرہ سطح کی گرافٹنگ
نام نہاد UHMWPE فائبر شعاع ریزی سے متاثرہ سطح کی گرافٹنگ کا علاج تابکاری کے ذریعہ فائبر کی سطح پر دوسرے مونومر کو پولیمرائز کرنا ہے، اور ایک بفر پرت تیار کرنا ہے جو میٹرکس کے ساتھ قریب سے جڑی ہوسکتی ہے، تاکہ فائبر کے درمیان چپکنے کو بہتر بنایا جاسکے۔ اور میٹرکس. عام طور پر تابکاری کا منبع 60C، گاما رے/الٹرا وائلٹ لائٹ وغیرہ ہوتا ہے، جس میں الٹرا وائلٹ لائٹ فوٹو سنسیٹائزر کو شروع کرتی ہے، جیسے بینزوفینون (بی پی)، اور پھر فوٹو سنسائٹائزر UHMWPE فائبر کی سطح پر مونومر گرافٹنگ شروع کرتا ہے۔ فی الحال، استعمال ہونے والا دوسرا مونومر پروپیلین مونومر ہے، جیسے: ایکریلک ایسڈ (AA)، ایکریلامائڈ (AM)، گلیسیڈائل میتھکریلیٹ (GMA) وغیرہ۔
UHMWPE فائبر یووی ٹرگرڈ کراس لنکنگ سطح کا علاج نظریہ میں مسلسل عمل کو محسوس کرسکتا ہے، اور صرف پتلی سطح کی تہہ کو متاثر کرتا ہے، اس لیے اس میں صنعتی اطلاق کا امکان ہے۔ تاہم، کیونکہ فائبر کو ایک خاص مدت کے لیے شعاع ریزی کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے وقفے وقفے سے آپریشن اس کے اطلاق کو کافی حد تک محدود کر دیتا ہے۔
آکسیکرن کا عمل
نام نہاد UHMWPE فائبر آکسائڈائزنگ سطح کے علاج کا طریقہ کیمیائی ایجنٹوں یا گیسوں کے ذریعہ فائبر کی سطح کو آکسائڈائز کرنا ہے، تاکہ فائبر کی سطح کی کھردری اور سطح پر قطبی گروپوں کے مواد کو تبدیل کیا جاسکے۔ آکسیکرن میڈیم کے مطابق گیلے طریقہ اور خشک طریقہ کو دو قسموں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ گیلا طریقہ مائع فیز آکسیڈیشن ہے، اس کا عام میڈیا یہ ہیں: K2 Cr2O2 + H2 SO4, KMnO4+ HNO3, H2O2 (30%) وغیرہ۔ صاف UH2MWPE فائبر کو درمیانے درجے میں ڈبو دیا جاتا ہے، مخصوص وقت کے لیے مخصوص درجہ حرارت پر آکسیڈیشن ٹریٹمنٹ کے بعد نکالا جاتا ہے، اور غیر جانبدار کرنے کے لیے دھویا جاتا ہے۔ ڈیونائزڈ پانی میں کئی بار دھوئیں، خشک کریں اور ایک طرف رکھ دیں۔ خشک طریقہ گیس فیز آکسیکرن طریقہ ہے، عام طور پر استعمال شدہ فوٹو آکسیڈیشن اور اوزون آکسیکرن؛ پری ٹریٹمنٹ کے بعد، صاف UHMWPE فائبر درمیانے درجے کی گیس کے سامنے آجاتا ہے، اسے ایک خاص ردعمل کے وقت کے لیے نکالا جاتا ہے، آئنائزڈ پانی سے صاف کیا جاتا ہے، استعمال کے لیے خشک کیا جاتا ہے۔
مائع آکسیکرن کا طریقہ نسبتاً ہلکا اور کنٹرول کرنے میں آسان ہے، لیکن آپریشن بوجھل ہے، سامان کی ضروریات زیادہ ہیں، اور آلودگی سنگین ہے۔ گیس فیز آکسیکرن کے عمل میں، سامان آسان ہے، آپریشن آسان ہے، اور مسلسل پیداوار آسان ہے، لیکن آکسیکرن ڈگری کو کنٹرول کرنا مشکل ہے، جس کی وجہ سے آکسیکرن کی ڈگری بہت گہری ہو سکتی ہے اور فائبر کی طاقت کا سبب بن سکتا ہے۔ کمی مختصر میں، مسلسل آکسیکرن سطح کے علاج کو حاصل کرنے کے لیے، آپریٹنگ طریقوں اور آلات میں کچھ بہتری لانا ضروری ہے۔
کیمیکل کراس لنکنگ کا علاج
کیمیکل کراس لنکنگ کا طریقہ فائبر کی سطح پر مونومر گرافٹنگ شروع کرنے کے لئے انیشی ایٹر کا براہ راست استعمال ہے، جو شعاع ریزی سے شروع شدہ گرافٹنگ کے طریقہ کار کی طرح ہے، لیکن آلات کی سرمایہ کاری میں شعاع ریزی گرافٹنگ کے طریقہ کار سے بچ سکتا ہے، یہ طریقہ سادہ عمل ہے، صنعتی مسلسل پیداوار حاصل کرنا آسان ہے۔
Lang Yanqing et al. UHMWPE فائبر پر سائلین کراس لنکنگ ترمیم کو انجام دینے کے لیے پیرو آکسائیڈ کو بطور انیشی ایٹر استعمال کیا۔ تحقیق سے پتا چلا کہ سائلین میں ترمیم کے بعد، سائلین مالیکیولز کو فائبر کی سطح پر پیوند کیا گیا، جس سے فائبر کی سطح پر کیمیائی فنکشنل گروپس کی تعداد اور قطبیت میں اضافہ ہوا، اس طرح فائبر اور میٹرکس رال کے درمیان بانڈنگ پراپرٹی کو بہتر بنایا گیا۔ گرافٹ ٹریٹمنٹ کے بعد، فائبر کی سطح پر مزید نشانات نمودار ہوئے، جس نے فائبر اور رال کے درمیان مکینیکل انٹرلاکنگ اثر کو بڑھایا، اور کمپوزٹ کی انٹرلیئر شیئر کی طاقت میں اضافہ کیا، جو ترمیم سے پہلے کمپوزٹ سے 2.45 گنا تھا۔ ایک ہی وقت میں، ترمیم شدہ فائبر کی کریپ مزاحمت کو بھی بہتر بنایا گیا ہے۔
پروسیسنگ کے دیگر طریقے
پلازما ٹریٹمنٹ کے علاوہ، کیمیکل ریجنٹ آکسیڈیشن، سطح کی گرافٹنگ اور کورونا ڈسچارج ٹریٹمنٹ، کیلنڈرنگ اور کوٹنگ کے طریقے UHMWPE فائبر اور رال میٹرکس کی بانڈنگ خصوصیات کو ایک خاص حد تک بہتر بنا سکتے ہیں۔
کیلنڈرنگ کا طریقہ یہ ہے کہ UHMWPE فائبر کو پریس رولرس کے جوڑے کے ایکشن کے بعد اصل سرکلر سیکشن سے فلیٹ شکل میں تبدیل کر دیا جاتا ہے، تاکہ کمپوزٹ میں رابطہ کا علاقہ بڑھ جائے، اور بانڈنگ پراپرٹی کو ایک خاص حد تک بہتر بنایا جائے۔ ، لیکن یہ واضح نہیں ہے. کوٹنگ کا طریقہ یہ ہے کہ UHMWPE فائبر کی سطح پر ری ایجنٹ کی پرت کو کوٹ کیا جائے۔ انتہائی اعلی مالیکیولر ویٹ پولی تھیلین فائبر کی صنعتی پیداوار سے اب تک، کوٹنگ کے لیے مثالی ریجنٹ تیار نہیں کیا گیا ہے۔ UHMWPE فائبر اور میٹرکس کے درمیان بانڈنگ پراپرٹی کو بہتر بنانے کے لیے اس ریجنٹ کو کپلنگ ایجنٹ کے طور پر کام کرنا چاہیے۔ UHMWPE فائبر اور میٹرکس کے درمیان انٹرلیئر آسنجن کو بہتر بنانے پر ان طریقوں کا اثر واضح نہیں ہے، لہذا ان طریقوں کی ترمیمی تحقیق پچھلے طریقوں کی طرح نہیں ہے۔
موجودہ طریقوں کی وجہ سے، فائبر کے گیلے پن کو بہتر بناتے ہوئے، علاج شدہ ریشوں کی مکینیکل خصوصیات مختلف ڈگریوں تک کم ہو جائیں گی، اور ریشوں کا اطلاق محدود ہو جائے گا۔ کچھ لوگ UHMWPE فائبر کے علاج کے لیے ایک جامع علاج کا طریقہ پیش کرتے ہیں، جو اس مسئلے کو حل کر سکتا ہے۔ وانگ چینگ زونگ وغیرہ۔ کرومک ایسڈ مائع فیز آکسیڈیشن اور نینو سلیکا سول کوٹنگ کے ذریعے UHMWPE فائبر کا مرکب سطح کا علاج کیا، اور UHMWPE فائبر/ایپوکسی رال مرکب کے انٹرفیس خصوصیات کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ مائع مرحلے آکسیکرن اور سطح کی کوٹنگ دونوں جامع مواد کے انٹرفیس کی خصوصیات کو بہتر بنا سکتے ہیں، لیکن مائع مرحلے کے آکسیکرن علاج کا وقت بہت طویل ہے، فائبر کی طاقت کو کم کیا جائے گا، جبکہ جامع علاج کا ایک ہم آہنگی اثر ہے، نہیں ہوسکتا ہے فائبر کی طاقت کو کم کریں لیکن جامع مواد کی انٹرلیئر قینچ کی طاقت کو بہت بہتر بنائیں، سطح کے علاج کا ایک مؤثر طریقہ ہے۔