En un material compuesto, el rendimiento de la fibra de vidrio como componente clave de refuerzo depende en gran medida de la capacidad de unión interfacial entre la fibra y la matriz. La fuerza de esta unión interfacial determina la capacidad de transferencia de tensión cuando la fibra de vidrio se encuentra bajo carga, así como su estabilidad cuando su resistencia es alta. Generalmente, la unión interfacial entre la fibra de vidrio y el material de 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 agente de encolado para optimizar la estructura interfacial y reforzar la unión interfacial es un método clave para mejorar el rendimiento de los compuestos de fibra de vidrio.
Un agente de encolado forma una capa molecular en la superficie delfibra de vidrioEsto puede reducir eficazmente la tensión interfacial, haciendo que la superficie de la fibra de vidrio sea más hidrófila u oleófila para mejorar la compatibilidad con la matriz. Por ejemplo, el uso de un agente de encolado con 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 encolado a nivel nanométrico pueden recubrir la superficie de la fibra de vidrio de forma más uniforme y fortalecer la unión mecánica y química entre la fibra y la matriz, mejorando así eficazmente sus propiedades mecánicas. Al mismo tiempo, una formulación adecuada del agente de encolado puede ajustar la energía superficial de la fibra y modificar su humectabilidad, lo que genera una fuerte adhesión interfacial entre la fibra y diferentes materiales de la matriz.
Diferentes procesos de recubrimiento también tienen un efecto significativo en la mejora de la resistencia de la unión interfacial. Por ejemplo, el recubrimiento asistido por plasma puede utilizar gas ionizado para tratar lafibra de vidriosuperficie, eliminando materia orgánica e impurezas, aumentando la actividad superficial y mejorando así la unión del agente de encolado a la superficie de la fibra.
El propio material de la matriz también desempeña un papel crucial en la unión 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 encolado 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, una fuente común de debilidad.
El propio proceso de fabricación puede optimizarse para mejorar la unión interfacial. Técnicas comoinfusión al vacíoomoldeo por transferencia de resina (RTM)puede garantizar una humectación más uniforme y completa delfibras de vidrioPor la matriz, se eliminan las bolsas de aire que pueden debilitar la unión. Además, la aplicación de presión externa o el uso de ciclos de temperatura controlada durante el curado pueden promover un contacto más estrecho 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 crítica de investigación con importantes aplicaciones prácticas. Si bien el uso de agentes de encolado y diversos procesos de recubrimiento es fundamental en este esfuerzo, se están explorando otras vías para mejorar aún más el rendimiento.
Hora de publicación: 04-sep-2025
