Trong vật liệu composite, hiệu suất của sợi thủy tinh, với vai trò là thành phần gia cường chính, phụ thuộc phần lớn vào khả năng liên kết giữa sợi và chất nền. Độ bền của liên kết này quyết định khả năng truyền tải ứng suất khi sợi thủy tinh chịu tải, cũng như độ ổn định của sợi thủy tinh khi độ bền của nó cao. Nhìn chung, liên kết giữa sợi thủy tinh và vật liệu nền rất yếu, điều này hạn chế ứng dụng của sợi thủy tinh trong các vật liệu composite hiệu suất cao. Do đó, sử dụng quy trình phủ chất định cỡ để tối ưu hóa cấu trúc giao diện và tăng cường liên kết giao diện là một phương pháp quan trọng để cải thiện hiệu suất của vật liệu composite sợi thủy tinh.
Chất định cỡ tạo thành một lớp phân tử trên bề mặt của...sợi thủy tinhĐiều này có thể làm giảm hiệu quả sức căng bề mặt, làm cho bề mặt sợi thủy tinh trở nên ưa nước hoặc ưa dầu hơn để cải thiện khả năng tương thích với chất nền. Ví dụ, sử dụng chất hồ chứa các nhóm hoạt tính hóa học có thể tạo liên kết hóa học với bề mặt sợi thủy tinh, tăng cường hơn nữa độ bền liên kết bề mặt.
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các chất hồ hóa ở cấp độ nano có thể phủ lên bề mặt sợi thủy tinh đồng đều hơn và tăng cường liên kết cơ học và hóa học giữa sợi và chất nền, từ đó cải thiện hiệu quả các tính chất cơ học của sợi. Đồng thời, công thức chất hồ hóa phù hợp có thể điều chỉnh năng lượng bề mặt của sợi và thay đổi khả năng thấm ướt của sợi thủy tinh, dẫn đến độ bám dính giao diện mạnh mẽ giữa sợi và các vật liệu nền khác nhau.
Các quy trình phủ khác nhau cũng có tác động đáng kể đến việc cải thiện độ bền liên kết giữa các lớp. Ví dụ, phương pháp phủ hỗ trợ plasma có thể sử dụng khí ion hóa để xử lý...sợi thủy tinhBề mặt được làm sạch, loại bỏ chất hữu cơ và tạp chất, tăng hoạt tính bề mặt, từ đó cải thiện khả năng liên kết của chất hồ với bề mặt sợi.
Vật liệu nền cũng đóng vai trò quan trọng trong liên kết giao diện. Việc phát triển các công thức nền mới có ái lực hóa học mạnh hơn với các sợi thủy tinh đã qua xử lý có thể dẫn đến những cải tiến đáng kể. Ví dụ, các nền có nồng độ nhóm phản ứng cao có thể tạo ra các liên kết cộng hóa trị bền vững hơn với chất hồ trên bề mặt sợi. Hơn nữa, việc điều chỉnh độ nhớt và tính chất chảy của vật liệu nền có thể đảm bảo sự thấm hút tốt hơn của bó sợi, giảm thiểu các lỗ rỗng và khuyết tật tại giao diện, vốn là nguồn gốc phổ biến của sự yếu kém.
Quy trình sản xuất có thể được tối ưu hóa để cải thiện liên kết giữa các lớp vật liệu. Các kỹ thuật như...truyền dịch chân khônghoặcđúc chuyển nhựa (RTM)có thể đảm bảo sự thấm ướt đồng đều và hoàn toàn hơn củasợi thủy tinhNhờ ma trận, các túi khí có thể làm suy yếu liên kết. Ngoài ra, việc tác dụng áp lực bên ngoài hoặc sử dụng chu kỳ nhiệt độ được kiểm soát trong quá trình đóng rắn có thể thúc đẩy sự tiếp xúc chặt chẽ hơn giữa sợi và ma trận, dẫn đến mức độ liên kết chéo cao hơn và giao diện bền vững hơn.
Việc cải thiện độ bền liên kết giữa các lớp của vật liệu composite sợi thủy tinh là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng với nhiều ứng dụng thực tiễn. Mặc dù việc sử dụng chất định cỡ và các quy trình phủ khác nhau là nền tảng của nỗ lực này, nhưng vẫn có một số hướng đi khác đang được khám phá để nâng cao hơn nữa hiệu suất.
Thời gian đăng bài: 04/09/2025
