U kompozitnom materijalu, performanse fiberglasa kao ključne komponente za ojačanje uveliko zavise od sposobnosti međupovršinskog vezivanja između vlakana i matrice. Čvrstoća ove međupovršinske veze određuje sposobnost prenosa napona kada je stakleno vlakno pod opterećenjem, kao i stabilnost staklenog vlakna kada je njegova čvrstoća visoka. Općenito, međupovršinsko vezivanje između fiberglasa i matrice je vrlo slabo, što ograničava primjenu fiberglasa u visokoperformansnim kompozitnim materijalima. Stoga je korištenje procesa premazivanja sredstvom za smanjenje debljine sloja kako bi se optimizirala međupovršinska struktura i ojačalo međupovršinsko vezivanje ključna metoda za poboljšanje performansi kompozita od staklenih vlakana.
Sredstvo za zgušnjavanje formira molekularni sloj na površinifiberglasa, što može efikasno smanjiti međufaznu napetost, čineći površinu fiberglasa hidrofilnijom ili oleofilnijom radi poboljšanja kompatibilnosti s matricom. Na primjer, korištenje sredstva za zgušnjavanje koje sadrži hemijski aktivne grupe može stvoriti hemijske veze s površinom fiberglasa, dodatno povećavajući čvrstoću međufazne veze.
Istraživanja su pokazala da nano-sredstva za skrivljavanje mogu ravnomjernije prekriti površinu fiberglasa i ojačati mehaničku i hemijsku vezu između vlakna i matrice, čime se efikasno poboljšavaju mehanička svojstva vlakna. Istovremeno, odgovarajuća formulacija sredstva za skrivljavanje može prilagoditi površinsku energiju vlakna i promijeniti kvašenje fiberglasa, što dovodi do jake međupovršinske adhezije između vlakna i različitih materijala matrice.
Različiti procesi premazivanja također imaju značajan utjecaj na poboljšanje čvrstoće međufazne veze. Na primjer, premazivanje uz pomoć plazme može koristiti ionizirani plin za obradustaklena vlaknapovršinu, uklanjajući organske materije i nečistoće, povećavajući površinsku aktivnost i time poboljšavajući vezivanje sredstva za skrivljavanje za površinu vlakana.
Sam materijal matrice također igra ključnu ulogu u međupovršinskom vezivanju. Razvoj novih formulacija matrice koje imaju jači hemijski afinitet za tretirana staklena vlakna može dovesti do značajnih poboljšanja. Na primjer, matrice s visokom koncentracijom reaktivnih grupa mogu formirati robusnije kovalentne veze sa sredstvom za skrivljavanje na površini vlakana. Nadalje, modificiranje viskoznosti i svojstava tečenja materijala matrice može osigurati bolju impregnaciju snopa vlakana, minimizirajući praznine i defekte na međupovršini, koji su čest izvor slabosti.
Sam proizvodni proces može se optimizirati kako bi se poboljšalo međupovršinsko lijepljenje. Tehnike poputvakuumska infuzijailitransfer smole (RTM)može osigurati ravnomjernije i potpunije vlaženjestaklena vlaknamatricom, eliminirajući zračne džepove koji mogu oslabiti vezu. Osim toga, primjena vanjskog pritiska ili korištenje kontroliranih temperaturnih ciklusa tokom sušenja može potaknuti intimniji kontakt između vlakana i matrice, što dovodi do većeg stupnja umrežavanja i jačeg međupovršinskog sloja.
Poboljšanje čvrstoće međupovršinskog vezivanja kompozita od staklenih vlakana je ključno područje istraživanja sa značajnim praktičnim primjenama. Iako je upotreba sredstava za zgušnjavanje i različitih procesa premazivanja temelj ovog napora, istražuje se nekoliko drugih načina za daljnje poboljšanje performansi.
Vrijeme objave: 04.09.2025.
