Nun material composto, o rendemento da fibra de vidro como compoñente de reforzo clave depende en gran medida da capacidade de unión interfacial entre a fibra e a matriz. A forza desta unión interfacial determina a capacidade de transferencia de tensión cando a fibra de vidro está baixo carga, así como a estabilidade da fibra de vidro cando a súa resistencia é alta. En xeral, a unión interfacial entre a fibra de vidro e o material da matriz é moi débil, o que restrinxe a aplicación da fibra de vidro en materiais compostos de alto rendemento. Polo tanto, o uso dun proceso de revestimento con axente de encolado para optimizar a estrutura interfacial e fortalecer a unión interfacial é un método clave para mellorar o rendemento dos compostos de fibra de vidro.
Un axente de encolado forma unha capa molecular na superficie dofibra de vidro, o que pode reducir eficazmente a tensión interfacial, facendo que a superficie da fibra de vidro sexa máis hidrófila ou oleofílica para mellorar a compatibilidade coa matriz. Por exemplo, o uso dun axente de encolado que conteña grupos quimicamente activos pode crear enlaces químicos coa superficie da fibra de vidro, mellorando aínda máis a forza de enlace interfacial.
A investigación demostrou que os axentes de encolado a nivel nanométrico poden recubrir a superficie da fibra de vidro de forma máis uniforme e fortalecer a unión mecánica e química entre a fibra e a matriz, mellorando así eficazmente as propiedades mecánicas da fibra. Ao mesmo tempo, unha formulación axeitada de axente de encolado pode axustar a enerxía superficial da fibra e cambiar a mollabilidade da fibra de vidro, o que leva a unha forte adhesión interfacial entre a fibra e os diferentes materiais da matriz.
Os diferentes procesos de revestimento tamén teñen un efecto significativo na mellora da forza da unión interfacial. Por exemplo, o revestimento asistido por plasma pode usar gas ionizado para tratar ofibra de vidrosuperficie, eliminando materia orgánica e impurezas, aumentando a actividade superficial e mellorando así a unión do axente de encolado á superficie da fibra.
O propio material da matriz tamén xoga un papel crucial na unión interfacial. O desenvolvemento de novas formulacións de matriz que teñan unha maior afinidade química polas fibras de vidro tratadas pode levar a melloras significativas. Por exemplo, as matrices cunha alta concentración de grupos reactivos poden formar enlaces covalentes máis robustos co axente de encolado na superficie da fibra. Ademais, a modificación das propiedades de viscosidade e fluxo do material da matriz pode garantir unha mellor impregnación do feixe de fibras, minimizando os baleiros e os defectos na interface, que son unha fonte común de debilidade.
O propio proceso de fabricación pódese optimizar para mellorar a unión interfacial. Técnicas comoinfusión ao baleiroouMoldeo por transferencia de resina (RTM)pode garantir unha humidade máis uniforme e completa dofibras de vidropola matriz, eliminando as bolsas de aire que poden debilitar a unión. Ademais, a aplicación de presión externa ou o uso de ciclos de temperatura controlada durante o curado poden promover un contacto máis íntimo entre a fibra e a matriz, o que leva a un maior grao de reticulación e unha interface máis forte.
Mellorar a resistencia da unión interfacial dos materiais compostos de fibra de vidro é unha área de investigación fundamental con importantes aplicacións prácticas. Aínda que o uso de axentes de encolado e varios procesos de revestimento é unha pedra angular deste esforzo, están a explorarse outras vías para mellorar aínda máis o rendemento.
Data de publicación: 04-09-2025
