Egy kompozit anyagban az üvegszál, mint kulcsfontosságú erősítőkomponens teljesítménye nagymértékben függ a szál és a mátrix közötti határfelületi kötési képességtől. Ennek a határfelületi kötésnek az erőssége határozza meg az üvegszál feszültségátviteli képességét terhelés alatt, valamint az üvegszál stabilitását nagy szilárdság esetén. Általában az üvegszál és a mátrixanyag közötti határfelületi kötés nagyon gyenge, ami korlátozza az üvegszál alkalmazását nagy teljesítményű kompozit anyagokban. Ezért az üvegszálas kompozitok teljesítményének javítására kulcsfontosságú módszer az enyvező bevonási eljárás alkalmazása a határfelületi szerkezet optimalizálására és a határfelületi kötés megerősítésére.
A enyvezőanyag molekuláris réteget képez a felületenüveggyapot, ami hatékonyan csökkentheti a határfelületi feszültséget, hidrofilebbé vagy oleofilebbé téve az üvegszálas felületet, ezáltal javítva a mátrixszal való kompatibilitást. Például egy kémiailag aktív csoportokat tartalmazó írezőszer használata kémiai kötéseket hozhat létre az üvegszálas felülettel, tovább növelve a határfelületi kötés szilárdságát.
Kutatások kimutatták, hogy a nanoméretű enyvezőszerek egyenletesebben vonhatják be az üvegszál felületét, és erősíthetik a szál és a mátrix közötti mechanikai és kémiai kötést, ezáltal hatékonyan javítva a szál mechanikai tulajdonságait. Ugyanakkor a megfelelő enyvezőszer-összetétel beállíthatja a szál felületi energiáját és megváltoztathatja az üvegszál nedvesíthetőségét, ami erős határfelületi tapadást eredményez a szál és a különböző mátrixanyagok között.
A különböző bevonási eljárások szintén jelentős hatással vannak a határfelületi kötés szilárdságának javítására. Például a plazma-rásegítéses bevonatolás ionizált gázt használhat a ... kezelésére.üvegszálfelületet, eltávolítva a szerves anyagokat és szennyeződéseket, növelve a felületi aktivitást, és ezáltal javítva az enyvezőanyag kötődését a szál felületéhez.
Maga a mátrixanyag is kulcsszerepet játszik a határfelületi kötésben. Az olyan új mátrixösszetételek kifejlesztése, amelyek erősebb kémiai affinitással rendelkeznek a kezelt üvegszálak iránt, jelentős javulást eredményezhet. Például a nagy koncentrációjú reaktív csoportokat tartalmazó mátrixok erősebb kovalens kötéseket tudnak kialakítani a szál felületén lévő enyvezőszerrel. Továbbá a mátrixanyag viszkozitásának és folyási tulajdonságainak módosítása biztosíthatja a szálköteg jobb impregnálását, minimalizálva az üregeket és hibákat a határfelületen, amelyek a gyengeség gyakori forrásai.
Maga a gyártási folyamat optimalizálható a határfelületi kötés javítása érdekében. Olyan technikák, mintvákuuminfúzióvagygyanta transzfer öntés (RTM)biztosíthatja az egyenletesebb és teljesebb nedvesítéstüvegszálaka mátrix által, kiküszöbölve a légbuborékokat, amelyek gyengíthetik a kötést. Ezenkívül a külső nyomás alkalmazása vagy a szabályozott hőmérsékleti ciklusok használata a kikeményedés során elősegítheti a szál és a mátrix közötti szorosabb érintkezést, ami nagyobb mértékű térhálósodáshoz és erősebb határfelülethez vezet.
Az üvegszálas kompozitok határfelületi kötésszilárdságának javítása kritikus kutatási terület, jelentős gyakorlati alkalmazásokkal. Míg az enyvezőszerek és a különféle bevonási eljárások használata ennek a törekvésnek a sarokköve, számos más lehetőséget is vizsgálnak a teljesítmény további fokozása érdekében.
Közzététel ideje: 2025. szeptember 4.
