Komposiitmaterjalides sõltub klaaskiu kui peamise tugevduskomponendi toimivus suuresti kiu ja maatriksi vahelise pindadevahelise sideme võimest. Selle pindadevahelise sideme tugevus määrab pingeülekande võime, kui klaaskiud on koormuse all, samuti klaaskiu stabiilsuse, kui selle tugevus on kõrge. Üldiselt on klaaskiu ja maatriksimaterjali vaheline pindadevaheline side väga nõrk, mis piirab klaaskiu kasutamist kõrgjõudlusega komposiitmaterjalides. Seetõttu on klaaskiudkomposiitide toimivuse parandamise võtmemeetodiks pindadevahelise struktuuri optimeerimiseks ja pindadevahelise sideme tugevdamiseks mõeldud liimimisaine katmisprotsess.
Liim moodustab pinnale molekulaarse kihi.klaaskiud, mis aitab tõhusalt vähendada faasidevahelist pinget, muutes klaaskiudpinna hüdrofiilsemaks või oleofiilsemaks, et parandada ühilduvust maatriksiga. Näiteks keemiliselt aktiivseid rühmi sisaldava liimiaine kasutamine võib luua klaaskiudpinnaga keemilisi sidemeid, suurendades veelgi faasidevahelise sideme tugevust.
Uuringud on näidanud, et nanotasemel liimimisained võivad klaaskiu pinda ühtlasemalt katta ja tugevdada mehaanilist ja keemilist sidet kiu ja maatriksi vahel, parandades seeläbi tõhusalt kiu mehaanilisi omadusi. Samal ajal saab sobiva liimimisaine koostisega reguleerida kiu pinnaenergiat ja muuta klaaskiu märguvust, mille tulemuseks on tugev pindadevaheline adhesioon kiu ja erinevate maatriksmaterjalide vahel.
Erinevatel katmisprotsessidel on samuti oluline mõju faasidevahelise sideme tugevuse parandamisele. Näiteks plasma abil katmisel saab töödelda ioniseeritud gaasi.klaaskiudpinda, eemaldades orgaanilist ainet ja lisandeid, suurendades pinnaaktiivsust ja parandades seeläbi liimiaine sidumist kiudpinnaga.
Ka maatriksmaterjalil endal on faasidevahelises liimimises oluline roll. Uute maatriksformulatsioonide väljatöötamine, millel on töödeldud klaaskiudude suhtes tugevam keemiline afiinsus, võib viia oluliste edusammudeni. Näiteks võivad maatriksid, millel on kõrge reaktiivsete rühmade kontsentratsioon, moodustada kiu pinnal liimimisainega tugevamaid kovalentseid sidemeid. Lisaks saab maatriksmaterjali viskoossuse ja voolavusomaduste muutmisega tagada kiukimbu parema immutamise, minimeerides liidese tühimikke ja defekte, mis on nõrkuse levinud allikas.
Tootmisprotsessi ennast saab optimeerida, et parandada faasidevahelist liimimist. Tehnikad naguvaakuminfusioonvõivaiguülekande vormimine (RTM)tagab ühtlasema ja täielikuma niisutamiseklaaskiudmaatriksi poolt, kõrvaldades õhutaskud, mis võivad sidet nõrgendada. Lisaks võib välise rõhu rakendamine või kontrollitud temperatuuritsüklite kasutamine kõvenemise ajal soodustada kiudude ja maatriksi vahelist tihedamat kontakti, mis viib suurema ristseostumise määrani ja tugevama liideseni.
Klaaskiudkomposiitide faasidevahelise nakketugevuse parandamine on kriitilise tähtsusega uurimisvaldkond, millel on märkimisväärsed praktilised rakendused. Kuigi liimainete ja erinevate katmisprotsesside kasutamine on selle töö nurgakiviks, uuritakse ka mitmeid teisi võimalusi jõudluse edasiseks parandamiseks.
Postituse aeg: 04.09.2025
