Într-un material compozit, performanța fibrei de sticlă ca și componentă cheie de armare depinde în mare măsură de capacitatea de legătură interfacială dintre fibră și matrice. Rezistența acestei legături interfaciale determină capacitatea de transfer de stres atunci când fibra de sticlă este sub sarcină, precum și stabilitatea fibrei de sticlă atunci când rezistența sa este mare. În general, legătura interfacială dintre fibra de sticlă și materialul matricei este foarte slabă, ceea ce restricționează aplicarea fibrei de sticlă în materiale compozite de înaltă performanță. Prin urmare, utilizarea unui proces de acoperire cu agent de dimensionare pentru a optimiza structura interfacială și a întări legătura interfacială este o metodă cheie pentru îmbunătățirea performanței compozitelor din fibră de sticlă.
Un agent de încleiere formează un strat molecular pe suprafațafibră de sticlă, care poate reduce eficient tensiunea interfacială, făcând suprafața din fibră de sticlă mai hidrofilă sau oleofilă pentru a îmbunătăți compatibilitatea cu matricea. De exemplu, utilizarea unui agent de dimensionare care conține grupări chimic active poate crea legături chimice cu suprafața din fibră de sticlă, sporind și mai mult rezistența legăturii interfaciale.
Cercetările au arătat că agenții de dimensionare la nivel nanometric pot acoperi suprafața fibrei de sticlă mai uniform și pot consolida legătura mecanică și chimică dintre fibră și matrice, îmbunătățind astfel eficient proprietățile mecanice ale fibrei. În același timp, o formulă adecvată a agentului de dimensionare poate ajusta energia superficială a fibrei și poate modifica umectabilitatea fibrei de sticlă, ducând la o aderență interfacială puternică între fibră și diferite materiale ale matricei.
Diferite procese de acoperire au, de asemenea, un efect semnificativ asupra îmbunătățirii rezistenței legăturii interfaciale. De exemplu, acoperirea asistată de plasmă poate utiliza gaz ionizat pentru a tratafibră de sticlăsuprafață, îndepărtând materia organică și impuritățile, crescând activitatea de suprafață și îmbunătățind astfel aderența agentului de încleiere la suprafața fibrei.
Materialul matricei în sine joacă, de asemenea, un rol crucial în legăturile interfaciale. Dezvoltarea de noi formulări de matrice care au o afinitate chimică mai puternică pentru fibrele de sticlă tratate poate duce la îmbunătățiri semnificative. De exemplu, matricile cu o concentrație mare de grupări reactive pot forma legături covalente mai robuste cu agentul de încapsulare de pe suprafața fibrei. În plus, modificarea vâscozității și a proprietăților de curgere ale materialului matricei poate asigura o mai bună impregnare a fasciculului de fibre, reducând la minimum golurile și defectele de la interfață, care reprezintă o sursă comună de slăbiciune.
Procesul de fabricație în sine poate fi optimizat pentru a îmbunătăți lipirea interfacială. Tehnici precumperfuzie în vidsauturnare prin transfer de rășină (RTM)poate asigura o umectare mai uniformă și completă afibre de sticlăde către matrice, eliminând buzunarele de aer care pot slăbi legătura. În plus, aplicarea unei presiuni externe sau utilizarea ciclurilor de temperatură controlată în timpul întăririi poate promova un contact mai intim între fibră și matrice, ducând la un grad mai mare de reticulare și o interfață mai puternică.
Îmbunătățirea rezistenței legăturilor interfaciale a compozitelor din fibră de sticlă este un domeniu critic de cercetare cu aplicații practice semnificative. Deși utilizarea agenților de încapsulare și a diferitelor procese de acoperire este o piatră de temelie a acestui efort, există și alte câteva căi explorate pentru a îmbunătăți și mai mult performanța.
Data publicării: 04 septembrie 2025
