Kaedah Utama untuk Meningkatkan Kekuatan Ikatan Antara Muka dalam Komposit Gentian Kaca

Dalam bahan komposit, prestasi gentian kaca sebagai komponen pengukuhan utama sebahagian besarnya bergantung pada keupayaan ikatan antara muka antara gentian dan matriks. Kekuatan ikatan antara muka ini menentukan keupayaan pemindahan tegasan apabila gentian kaca berada di bawah beban, serta kestabilan gentian kaca apabila kekuatannya tinggi. Secara amnya, ikatan antara muka antara gentian kaca dan bahan matriks adalah sangat lemah, yang menyekat penggunaan gentian kaca dalam bahan komposit berprestasi tinggi. Oleh itu, menggunakan proses salutan ejen saiz untuk mengoptimumkan struktur antara muka dan mengukuhkan ikatan antara muka adalah kaedah utama untuk meningkatkan prestasi komposit gentian kaca.

Ejen saiz membentuk lapisan molekul pada permukaangentian kaca, yang boleh mengurangkan ketegangan antara muka dengan berkesan, menjadikan permukaan gentian kaca lebih hidrofilik atau oleofilik untuk meningkatkan keserasian dengan matriks. Sebagai contoh, menggunakan agen saiz yang mengandungi kumpulan aktif secara kimia boleh mencipta ikatan kimia dengan permukaan gentian kaca, meningkatkan lagi kekuatan ikatan antara muka.

Penyelidikan telah menunjukkan bahawa ejen saiz tahap nano boleh menyalut permukaan gentian kaca dengan lebih seragam dan mengukuhkan ikatan mekanikal dan kimia antara gentian dan matriks, dengan itu meningkatkan sifat mekanikal gentian secara berkesan. Pada masa yang sama, formulasi agen saiz yang sesuai boleh melaraskan tenaga permukaan gentian dan mengubah kebolehbasahan gentian kaca, yang membawa kepada lekatan antara muka yang kuat antara gentian dan bahan matriks yang berbeza.

Proses salutan yang berbeza juga mempunyai kesan yang ketara terhadap peningkatan kekuatan ikatan antara muka. Sebagai contoh, salutan bantuan plasma boleh menggunakan gas terion untuk merawatgentian kacapermukaan, mengeluarkan bahan organik dan kekotoran, meningkatkan aktiviti permukaan, dan dengan itu meningkatkan ikatan agen pensaiz ke permukaan gentian.

Bahan matriks itu sendiri juga memainkan peranan penting dalam ikatan antara muka. Membangunkan formulasi matriks baharu yang mempunyai pertalian kimia yang lebih kuat untuk gentian kaca yang dirawat boleh membawa kepada peningkatan yang ketara. Sebagai contoh, matriks dengan kepekatan kumpulan reaktif yang tinggi boleh membentuk ikatan kovalen yang lebih teguh dengan agen saiz pada permukaan gentian. Tambahan pula, mengubah suai sifat kelikatan dan aliran bahan matriks boleh memastikan impregnasi yang lebih baik bagi berkas gentian, meminimumkan lompang dan kecacatan pada antara muka, yang merupakan punca kelemahan yang biasa.

Proses pembuatan itu sendiri boleh dioptimumkan untuk meningkatkan ikatan antara muka. Teknik sepertiinfusi vakumataupengacuan pemindahan resin (RTM)boleh memastikan pembasahan yang lebih seragam dan lengkapgentian kacaoleh matriks, menghapuskan poket udara yang boleh melemahkan ikatan. Selain itu, mengenakan tekanan luaran atau menggunakan kitaran suhu terkawal semasa pengawetan boleh menggalakkan sentuhan yang lebih intim antara gentian dan matriks, yang membawa kepada tahap pemautan silang yang lebih tinggi dan antara muka yang lebih kukuh.

Meningkatkan kekuatan ikatan antara muka komposit gentian kaca adalah bidang penyelidikan kritikal dengan aplikasi praktikal yang penting. Walaupun penggunaan ejen saiz dan pelbagai proses salutan merupakan asas usaha ini, terdapat beberapa jalan lain yang sedang diterokai untuk meningkatkan lagi prestasi.