V kompozitnom materiáli závisí výkon sklolaminátu ako kľúčovej výstužnej zložky do značnej miery od schopnosti medzifázového spojenia medzi vláknom a matricou. Pevnosť tohto medzifázového spojenia určuje schopnosť prenosu napätia, keď je sklenené vlákno zaťažené, ako aj stabilitu skleneného vlákna, keď je jeho pevnosť vysoká. Vo všeobecnosti je medzifázové spojenie medzi sklolaminátom a matricovým materiálom veľmi slabé, čo obmedzuje použitie sklolaminátu vo vysokovýkonných kompozitných materiáloch. Preto je kľúčovou metódou na zlepšenie výkonu kompozitov zo sklenených vlákien použitie procesu poťahovania šlichtovadlom na optimalizáciu medzifázovej štruktúry a posilnenie medzifázového spojenia.
Šlichtovacia látka vytvára na povrchu molekulárnu vrstvusklolaminát, čo môže účinne znížiť povrchové napätie, čím sa povrch sklolaminátu stane hydrofilnejším alebo oleofilnejším, aby sa zlepšila kompatibilita s matricou. Napríklad použitie šlichtovacieho činidla obsahujúceho chemicky aktívne skupiny môže vytvoriť chemické väzby s povrchom sklolaminátu, čím sa ďalej zvýši pevnosť medzifázovej väzby.
Výskum ukázal, že nanoúrovňové šlichtovacie činidlá môžu rovnomernejšie pokryť povrch sklolaminátu a posilniť mechanickú a chemickú väzbu medzi vláknom a matricou, čím účinne zlepšia mechanické vlastnosti vlákna. Zároveň vhodné zloženie šlichtovacieho činidla môže upraviť povrchovú energiu vlákna a zmeniť zmáčateľnosť sklolaminátu, čo vedie k silnej medzifázovej adhézii medzi vláknom a rôznymi materiálmi matrice.
Rôzne procesy nanášania povlakov majú tiež významný vplyv na zlepšenie pevnosti medzifázových spojov. Napríklad plazmou asistované nanášanie povlakov môže na úpravu povrchu použiť ionizovaný plyn.sklenené vláknopovrch, odstránenie organických látok a nečistôt, zvýšenie povrchovej aktivity a tým zlepšenie väzby šlichtovacieho prostriedku na povrch vlákna.
Samotný matricový materiál zohráva tiež kľúčovú úlohu v medzifázovom spájaní. Vývoj nových matricových zložení, ktoré majú silnejšiu chemickú afinitu k upraveným skleneným vláknam, môže viesť k významným zlepšeniam. Napríklad matrice s vysokou koncentráciou reaktívnych skupín môžu tvoriť robustnejšie kovalentné väzby s šlichtovacím činidlom na povrchu vlákna. Okrem toho, úprava viskozity a tokových vlastností matricového materiálu môže zabezpečiť lepšiu impregnáciu zväzku vlákien, čím sa minimalizujú dutiny a defekty na rozhraní, ktoré sú bežným zdrojom slabosti.
Samotný výrobný proces je možné optimalizovať na zlepšenie medzifázových spojov. Techniky akovákuová infúziaaleboprenosové lisovanie živice (RTM)môže zabezpečiť rovnomernejšie a úplnejšie zmáčaniesklenené vláknamatricou, čím sa eliminujú vzduchové bubliny, ktoré môžu oslabiť väzbu. Okrem toho, použitie vonkajšieho tlaku alebo použitie kontrolovaných teplotných cyklov počas vytvrdzovania môže podporiť tesnejší kontakt medzi vláknom a matricou, čo vedie k vyššiemu stupňu zosieťovania a pevnejšiemu rozhraniu.
Zlepšenie pevnosti medzifázových spojov kompozitov zo sklenených vlákien je kritickou oblasťou výskumu s významnými praktickými aplikáciami. Zatiaľ čo použitie šlichtovacích činidiel a rôznych procesov povrchovej úpravy je základným kameňom tohto úsilia, skúma sa niekoľko ďalších možností na ďalšie zlepšenie výkonu.
Čas uverejnenia: 4. septembra 2025
