در یک ماده کامپوزیتی، عملکرد فایبرگلاس به عنوان یک جزء تقویتکننده کلیدی تا حد زیادی به توانایی پیوند سطحی بین فیبر و ماتریس بستگی دارد. استحکام این پیوند سطحی، قابلیت انتقال تنش را هنگامی که فیبر شیشه تحت بار است و همچنین پایداری فیبر شیشه را هنگامی که استحکام آن بالا است، تعیین میکند. به طور کلی، پیوند سطحی بین فایبرگلاس و ماده ماتریس بسیار ضعیف است که کاربرد فایبرگلاس را در مواد کامپوزیتی با کارایی بالا محدود میکند. بنابراین، استفاده از یک فرآیند پوششدهی با عامل آهاردهی برای بهینهسازی ساختار سطحی و تقویت پیوند سطحی، یک روش کلیدی برای بهبود عملکرد کامپوزیتهای فیبر شیشهای است.
یک عامل آهاردهی، یک لایه مولکولی روی سطح تشکیل میدهد.فایبرگلاسکه میتواند به طور مؤثر کشش بین سطحی را کاهش دهد و سطح فایبرگلاس را آبدوستتر یا روغندوستتر کند تا سازگاری با ماتریس بهبود یابد. به عنوان مثال، استفاده از یک عامل آهاردهی حاوی گروههای شیمیایی فعال میتواند پیوندهای شیمیایی با سطح فایبرگلاس ایجاد کند و استحکام پیوند بین سطحی را بیشتر افزایش دهد.
تحقیقات نشان داده است که عوامل آهاردهی در سطح نانو میتوانند سطح فایبرگلاس را به طور یکنواختتری پوشش دهند و پیوند مکانیکی و شیمیایی بین فیبر و ماتریس را تقویت کنند و در نتیجه خواص مکانیکی فیبر را به طور مؤثر بهبود بخشند. در عین حال، یک فرمولاسیون مناسب عامل آهاردهی میتواند انرژی سطحی فیبر را تنظیم کرده و ترشوندگی فیبرگلاس را تغییر دهد و منجر به چسبندگی بین سطحی قوی بین فیبر و مواد مختلف ماتریس شود.
فرآیندهای مختلف پوششدهی نیز تأثیر قابل توجهی در بهبود استحکام پیوند بین سطحی دارند. به عنوان مثال، پوششدهی به کمک پلاسما میتواند از گاز یونیزه شده برای تصفیه ... استفاده کند.الیاف شیشهسطح، حذف مواد آلی و ناخالصیها، افزایش فعالیت سطحی و در نتیجه بهبود پیوند عامل آهاردهی با سطح الیاف.
خود ماده ماتریس نیز نقش مهمی در پیوند بین سطحی ایفا میکند. توسعه فرمولاسیونهای ماتریس جدید که میل ترکیبی شیمیایی قویتری برای الیاف شیشهای عملآوریشده دارند، میتواند منجر به بهبودهای قابل توجهی شود. به عنوان مثال، ماتریسهایی با غلظت بالای گروههای واکنشپذیر میتوانند پیوندهای کووالانسی قویتری با عامل آهاردهی روی سطح الیاف تشکیل دهند. علاوه بر این، اصلاح ویسکوزیته و خواص جریان ماده ماتریس میتواند اشباع بهتر دسته الیاف را تضمین کند و حفرهها و نقصها را در سطح مشترک که منبع رایج ضعف هستند، به حداقل برساند.
خود فرآیند تولید را میتوان برای بهبود پیوند بین سطحی بهینه کرد. تکنیکهایی مانندتزریق خلاءیاقالبگیری انتقالی رزین (RTM)میتواند خیس شدن یکنواختتر و کاملتر را تضمین کندالیاف شیشهتوسط ماتریس، و حذف حبابهای هوا که میتوانند پیوند را تضعیف کنند. علاوه بر این، اعمال فشار خارجی یا استفاده از چرخههای دمایی کنترلشده در طول پخت میتواند تماس نزدیکتری بین الیاف و ماتریس ایجاد کند و منجر به درجه بالاتری از پیوند عرضی و رابط قویتر شود.
بهبود استحکام پیوند بین سطحی کامپوزیتهای الیاف شیشه، یک حوزه تحقیقاتی حیاتی با کاربردهای عملی قابل توجه است. در حالی که استفاده از عوامل آهاردهنده و فرآیندهای مختلف پوششدهی، سنگ بنای این تلاش است، چندین راه دیگر نیز برای افزایش بیشتر عملکرد در حال بررسی است.
زمان ارسال: سپتامبر-04-2025
