V kompozitnem materialu je delovanje steklenih vlaken kot ključne ojačitvene komponente v veliki meri odvisno od sposobnosti medfazne vezi med vlakni in matrico. Trdnost te medfazne vezi določa sposobnost prenosa napetosti, ko so steklena vlakna obremenjena, pa tudi stabilnost steklenih vlaken, ko je njihova trdnost visoka. Na splošno je medfazna vez med steklenimi vlakni in matričnim materialom zelo šibka, kar omejuje uporabo steklenih vlaken v visokozmogljivih kompozitnih materialih. Zato je uporaba postopka nanašanja s klejivom za optimizacijo medfazne strukture in okrepitev medfazne vezi ključna metoda za izboljšanje delovanja kompozitov iz steklenih vlaken.
Sredstvo za klejitev tvori molekularno plast na površinisteklena vlakna, kar lahko učinkovito zmanjša medfazno napetost, zaradi česar je površina steklenih vlaken bolj hidrofilna ali oleofilna za izboljšanje združljivosti z matrico. Na primer, uporaba klejiva, ki vsebuje kemično aktivne skupine, lahko ustvari kemične vezi s površino steklenih vlaken, kar dodatno poveča trdnost medfazne vezi.
Raziskave so pokazale, da lahko nanodelci za klejitev enakomerneje prekrijejo površino steklenih vlaken in okrepijo mehansko in kemično vez med vlakni in matrico, s čimer učinkovito izboljšajo mehanske lastnosti vlaken. Hkrati lahko ustrezna formulacija klejitvenega sredstva prilagodi površinsko energijo vlaken in spremeni omočljivost steklenih vlaken, kar vodi do močne medfazne adhezije med vlakni in različnimi materiali matrice.
Različni postopki nanašanja premazov imajo tudi pomemben vpliv na izboljšanje trdnosti medfazne vezi. Na primer, plazemsko podprto nanašanje premazov lahko uporabi ioniziran plin za obdelavosteklena vlaknapovršino, odstranjevanje organskih snovi in nečistoč, povečanje površinske aktivnosti in s tem izboljšanje vezave klejiva na površino vlaken.
Tudi sam matrični material igra ključno vlogo pri medfazni vezavi. Razvoj novih matričnih formul, ki imajo močnejšo kemijsko afiniteto za obdelana steklena vlakna, lahko privede do pomembnih izboljšav. Na primer, matrice z visoko koncentracijo reaktivnih skupin lahko tvorijo robustnejše kovalentne vezi s klejivom na površini vlaken. Poleg tega lahko spreminjanje viskoznosti in lastnosti pretoka matričnega materiala zagotovi boljšo impregnacijo snopa vlaken, s čimer se zmanjšajo praznine in napake na vmesniku, ki so pogost vir šibkosti.
Sam proizvodni proces je mogoče optimizirati za izboljšanje medfaznih vezi. Tehnike, kot sovakuumska infuzijaaliprenosno brizganje smole (RTM)lahko zagotovi bolj enakomerno in popolno omočenjesteklena vlaknaz matrico, s čimer se odstranijo zračni žepi, ki lahko oslabijo vez. Poleg tega lahko uporaba zunanjega pritiska ali nadzorovanih temperaturnih ciklov med strjevanjem spodbudi tesnejši stik med vlakni in matrico, kar vodi do večje stopnje zamreženja in močnejšega vmesnika.
Izboljšanje medfazne vezi kompozitov iz steklenih vlaken je ključno področje raziskav s pomembnimi praktičnimi aplikacijami. Čeprav je uporaba klejiv in različnih postopkov nanašanja premazov temelj teh prizadevanj, se preučuje še več drugih možnosti za nadaljnje izboljšanje učinkovitosti.
Čas objave: 4. september 2025
