Dalam material komposit, kinerja fiberglass sebagai komponen penguat utama sangat bergantung pada kemampuan ikatan antarmuka antara serat dan matriks. Kekuatan ikatan antarmuka ini menentukan kemampuan transfer tegangan ketika serat kaca berada di bawah beban, serta stabilitas serat kaca ketika kekuatannya tinggi. Umumnya, ikatan antarmuka antara fiberglass dan material matriks sangat lemah, yang membatasi penerapan fiberglass dalam material komposit berkinerja tinggi. Oleh karena itu, penggunaan proses pelapisan zat perekat untuk mengoptimalkan struktur antarmuka dan memperkuat ikatan antarmuka merupakan metode kunci untuk meningkatkan kinerja komposit serat kaca.
Zat pengukur membentuk lapisan molekuler di permukaanserat kaca, yang secara efektif dapat mengurangi tegangan antarmuka, membuat permukaan fiberglass lebih hidrofilik atau oleofilik untuk meningkatkan kompatibilitas dengan matriks. Misalnya, penggunaan bahan perekat yang mengandung gugus aktif kimia dapat menciptakan ikatan kimia dengan permukaan fiberglass, sehingga semakin meningkatkan kekuatan ikatan antarmuka.
Penelitian telah menunjukkan bahwa zat pelapis tingkat nano dapat melapisi permukaan serat kaca secara lebih seragam dan memperkuat ikatan mekanis dan kimia antara serat dan matriks, sehingga secara efektif meningkatkan sifat mekanis serat. Pada saat yang sama, formulasi zat pelapis yang sesuai dapat mengatur energi permukaan serat dan mengubah kemampuan pembasahan serat kaca, yang mengarah pada adhesi antarmuka yang kuat antara serat dan berbagai material matriks.
Proses pelapisan yang berbeda juga memiliki pengaruh signifikan dalam meningkatkan kekuatan ikatan antarmuka. Misalnya, pelapisan dengan bantuan plasma dapat menggunakan gas terionisasi untuk mengolahserat kacapermukaan, menghilangkan bahan organik dan kotoran, meningkatkan aktivitas permukaan, dan dengan demikian meningkatkan ikatan zat perekat pada permukaan serat.
Material matriks itu sendiri juga memainkan peran penting dalam ikatan antarmuka. Mengembangkan formulasi matriks baru yang memiliki afinitas kimia yang lebih kuat terhadap serat kaca yang diolah dapat menghasilkan peningkatan yang signifikan. Misalnya, matriks dengan konsentrasi gugus reaktif yang tinggi dapat membentuk ikatan kovalen yang lebih kuat dengan zat perekat pada permukaan serat. Lebih lanjut, memodifikasi viskositas dan sifat aliran material matriks dapat memastikan impregnasi bundel serat yang lebih baik, meminimalkan rongga dan cacat pada antarmuka, yang merupakan sumber kelemahan umum.
Proses manufaktur itu sendiri dapat dioptimalkan untuk meningkatkan ikatan antarmuka. Teknik-teknik sepertiinfus vakumataupencetakan transfer resin (RTM)dapat memastikan pembasahan yang lebih seragam dan menyeluruhserat kacadengan matriks, menghilangkan kantung udara yang dapat melemahkan ikatan. Selain itu, pemberian tekanan eksternal atau penggunaan siklus suhu terkontrol selama pengeringan dapat mendorong kontak yang lebih erat antara serat dan matriks, yang mengarah pada tingkat ikatan silang yang lebih tinggi dan antarmuka yang lebih kuat.
Meningkatkan kekuatan ikatan antarmuka komposit serat kaca merupakan bidang penelitian penting dengan aplikasi praktis yang signifikan. Meskipun penggunaan bahan perekat dan berbagai proses pelapisan merupakan landasan upaya ini, ada beberapa cara lain yang sedang dieksplorasi untuk lebih meningkatkan kinerja.
Waktu posting: 04-Sep-2025
