En un material compuesto, el rendimiento de la fibra de vidrio como componente de refuerzo clave depende en gran medida de la capacidad de adhesión interfacial entre la fibra y la matriz. La resistencia de esta adhesión determina la capacidad de transferencia de esfuerzos cuando la fibra de vidrio está sometida a carga, así como su estabilidad cuando su resistencia es alta. Generalmente, la adhesión interfacial entre la fibra de vidrio y la matriz es muy débil, lo que limita su aplicación en materiales compuestos de alto rendimiento. Por lo tanto, el uso de un proceso de recubrimiento con un agente de apresto para optimizar la estructura interfacial y fortalecer la adhesión es un método clave para mejorar el rendimiento de los compuestos de fibra de vidrio.
Un agente de apresto forma una capa molecular en la superficie de lafibra de vidrioEsto puede reducir eficazmente la tensión interfacial, haciendo que la superficie de la fibra de vidrio sea más hidrofílica u oleofílica para mejorar la compatibilidad con la matriz. Por ejemplo, el uso de un agente de apresto que contenga grupos químicamente activos puede crear enlaces químicos con la superficie de la fibra de vidrio, mejorando aún más la resistencia de la unión interfacial.
Las investigaciones han demostrado que los agentes de apresto a nanoescala recubren la superficie de la fibra de vidrio de manera más uniforme y fortalecen la unión mecánica y química entre la fibra y la matriz, mejorando así eficazmente las propiedades mecánicas de la fibra. Asimismo, una formulación adecuada del agente de apresto permite ajustar la energía superficial de la fibra y modificar su humectabilidad, lo que da lugar a una fuerte adhesión interfacial entre la fibra y diferentes materiales de la matriz.
Los distintos procesos de recubrimiento también influyen significativamente en la mejora de la resistencia de la unión interfacial. Por ejemplo, el recubrimiento asistido por plasma puede utilizar gas ionizado para tratar la superficie.fibra de vidriosuperficie, eliminando materia orgánica e impurezas, aumentando la actividad superficial y, por lo tanto, mejorando la unión del agente de apresto a la superficie de la fibra.
El propio material de la matriz desempeña un papel crucial en la adhesión interfacial. El desarrollo de nuevas formulaciones de matriz con mayor afinidad química por las fibras de vidrio tratadas puede generar mejoras significativas. Por ejemplo, las matrices con una alta concentración de grupos reactivos pueden formar enlaces covalentes más robustos con el agente de apresto en la superficie de la fibra. Además, la modificación de la viscosidad y las propiedades de flujo del material de la matriz puede garantizar una mejor impregnación del haz de fibras, minimizando los huecos y defectos en la interfaz, que suelen ser una fuente de debilidad.
El propio proceso de fabricación puede optimizarse para mejorar la adhesión interfacial. Técnicas comoinfusión al vacíoomoldeo por transferencia de resina (RTM)puede asegurar una humectación más uniforme y completa de lafibras de vidrioLa matriz elimina las bolsas de aire que pueden debilitar la unión. Además, la aplicación de presión externa o el uso de ciclos de temperatura controlados durante el curado pueden promover un contacto más íntimo entre la fibra y la matriz, lo que resulta en un mayor grado de reticulación y una interfaz más resistente.
Mejorar la resistencia de la unión interfacial de los compuestos de fibra de vidrio es un área de investigación crucial con importantes aplicaciones prácticas. Si bien el uso de agentes de apresto y diversos procesos de recubrimiento es fundamental en este esfuerzo, se están explorando otras vías para mejorar aún más su rendimiento.
Fecha de publicación: 4 de septiembre de 2025
