Клучни методи за подобрување на цврстината на меѓуфазното врзување кај композитите од фиберглас

Во композитниот материјал, перформансите на фибергласот како клучна зајакнувачка компонента во голема мера зависат од способноста за меѓуфазно поврзување помеѓу влакното и матрицата. Јачината на оваа меѓуфазна врска ја одредува способноста за пренос на стрес кога стаклено влакно е под оптоварување, како и стабилноста на стаклено влакно кога неговата цврстина е висока. Општо земено, меѓуфазното поврзување помеѓу фибергласот и матричниот материјал е многу слабо, што ја ограничува примената на фиберглас во високо-перформансни композитни материјали. Затоа, користењето на процес на обложување со средство за премачкување со средство за премачкување за оптимизирање на меѓуфазната структура и зајакнување на меѓуфазното поврзување е клучен метод за подобрување на перформансите на композитите од стаклени влакна.

Средство за одредување на големината формира молекуларен слој на површината нафиберглас, што може ефикасно да го намали меѓуфазниот напон, правејќи ја површината од фиберглас похидрофилна или олеофилна за да се подобри компатибилноста со матрицата. На пример, употребата на средство за рамномерно обликување што содржи хемиски активни групи може да создаде хемиски врски со површината од фиберглас, дополнително зголемувајќи ја јачината на меѓуфазната врска.

Истражувањата покажаа дека средствата за рамномерно обликување на нано ниво можат да ја обложат површината на фибергласот порамномерно и да го зајакнат механичкото и хемиското поврзување помеѓу влакното и матрицата, со што ефикасно ги подобруваат механичките својства на влакното. Во исто време, соодветна формулација на средството за рамномерно обликување може да ја прилагоди површинската енергија на влакното и да ја промени навлажнливоста на фибергласот, што доведува до силна меѓуфазна адхезија помеѓу влакното и различните материјали на матрицата.

Различните процеси на премачкување, исто така, имаат значаен ефект врз подобрувањето на јачината на меѓуфазната врска. На пример, премачкувањето со помош на плазма може да користи јонизиран гас за третирање настаклени влакнаповршина, отстранувајќи органска материја и нечистотии, зголемувајќи ја површинската активност, а со тоа подобрувајќи го врзувањето на средството за збивање на површината на влакното.

Самиот матричен материјал, исто така, игра клучна улога во меѓуфазното поврзување. Развивањето нови матрични формулации кои имаат посилен хемиски афинитет за третираните стаклени влакна може да доведе до значителни подобрувања. На пример, матриците со висока концентрација на реактивни групи можат да формираат поцврсти ковалентни врски со средството за големина на површината на влакната. Понатаму, модифицирањето на вискозноста и својствата на проток на матричниот материјал може да обезбеди подобра импрегнација на снопот влакна, минимизирајќи ги празнините и дефектите на меѓуфазата, кои се чест извор на слабост.

Самиот процес на производство може да се оптимизира за да се подобри меѓуфазното поврзување. Техники каковакуумска инфузијаилилиење со трансфер на смола (RTM)може да обезбеди порамномерно и целосно навлажнување настаклени влакнаод матрицата, елиминирајќи ги воздушните џебови што можат да го ослабнат врзувањето. Дополнително, примената на надворешен притисок или користењето на контролирани температурни циклуси за време на стврднувањето може да промовира поблизок контакт помеѓу влакното и матрицата, што доведува до повисок степен на вкрстено поврзување и посилна интерфејсна површина.

Подобрувањето на меѓуфазната цврстина на сврзување на композитите од стаклени влакна е критична област на истражување со значајни практични примени. Иако употребата на средства за големина и разни процеси на премачкување е камен-темелник на овој напор, постојат неколку други начини што се истражуваат за понатамошно подобрување на перформансите.