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, penggunaan proses salutan agen saiz untuk mengoptimumkan struktur antara muka dan mengukuhkan ikatan antara muka adalah kaedah utama untuk meningkatkan prestasi komposit gentian kaca.

Agen penentu 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. Contohnya, penggunaan agen saiz yang mengandungi kumpulan aktif secara kimia boleh mewujudkan ikatan kimia dengan permukaan gentian kaca, seterusnya meningkatkan kekuatan ikatan antara muka.

Kajian telah menunjukkan bahawa agen pensaiz nano boleh menyalut permukaan gentian kaca dengan lebih seragam dan menguatkan ikatan mekanikal dan kimia antara gentian dan matriks, sekali gus meningkatkan sifat mekanikal gentian dengan berkesan. Pada masa yang sama, formulasi agen pensaiz 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 dalam meningkatkan kekuatan ikatan antara muka. Contohnya, salutan berbantukan plasma boleh menggunakan gas terion untuk merawatgentian kacapermukaan, menyingkirkan bahan organik dan bendasing, meningkatkan aktiviti permukaan, dan dengan itu meningkatkan ikatan agen pengukur pada permukaan gentian.

Bahan matriks itu sendiri juga memainkan peranan penting dalam ikatan antara muka. Membangunkan formulasi matriks baharu yang mempunyai afiniti kimia yang lebih kuat untuk gentian kaca yang dirawat boleh membawa kepada penambahbaikan yang ketara. Contohnya, matriks dengan kepekatan kumpulan reaktif yang tinggi boleh membentuk ikatan kovalen yang lebih teguh dengan agen saiz pada permukaan gentian. Tambahan pula, mengubah suai kelikatan dan sifat aliran bahan matriks boleh memastikan impregnasi berkas gentian yang lebih baik, 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)dapat 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 rapat antara gentian dan matriks, yang membawa kepada tahap ikatan silang yang lebih tinggi dan antara muka yang lebih kuat.

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