Pada 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, sehingga membatasi penerapan fiberglass pada material komposit berkinerja tinggi. Oleh karena itu, penggunaan proses pelapisan dengan agen perekat untuk mengoptimalkan struktur antarmuka dan memperkuat ikatan antarmuka merupakan metode kunci untuk meningkatkan kinerja komposit serat kaca.
Agen pengatur ukuran membentuk lapisan molekul pada permukaanserat kaca, yang secara efektif dapat mengurangi tegangan antarmuka, menjadikan permukaan fiberglass lebih hidrofilik atau oleofilik untuk meningkatkan kompatibilitas dengan matriks. Misalnya, penggunaan agen perekat yang mengandung gugus aktif secara kimia dapat menciptakan ikatan kimia dengan permukaan fiberglass, yang selanjutnya meningkatkan kekuatan ikatan antarmuka.
Penelitian telah menunjukkan bahwa agen perekat nano-level dapat melapisi permukaan fiberglass secara lebih merata dan memperkuat ikatan mekanis dan kimia antara serat dan matriks, sehingga secara efektif meningkatkan sifat mekanis serat. Di saat yang sama, formulasi agen perekat yang tepat dapat menyesuaikan energi permukaan serat dan mengubah kebasahan fiberglass, sehingga menghasilkan adhesi antarmuka yang kuat antara serat dan berbagai material matriks.
Proses pelapisan yang berbeda juga memiliki pengaruh yang signifikan terhadap peningkatan kekuatan ikatan antarmuka. Misalnya, pelapisan berbantuan plasma dapat menggunakan gas terionisasi untuk mengolahserat kacapermukaan, menghilangkan bahan organik dan kotoran, meningkatkan aktivitas permukaan, dan dengan demikian meningkatkan ikatan agen perekat ke 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 telah diolah dapat menghasilkan peningkatan yang signifikan. Misalnya, matriks dengan konsentrasi gugus reaktif yang tinggi dapat membentuk ikatan kovalen yang lebih kuat dengan agen perekat pada permukaan serat. Lebih lanjut, modifikasi viskositas dan sifat alir 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 sepertiinfus vakumataupencetakan transfer resin (RTM)dapat memastikan pembasahan yang lebih seragam dan lengkapserat kacaoleh matriks, menghilangkan kantong udara yang dapat melemahkan ikatan. Selain itu, pemberian tekanan eksternal atau penggunaan siklus suhu terkontrol selama proses curing dapat meningkatkan kontak yang lebih erat antara serat dan matriks, sehingga menghasilkan ikatan silang yang lebih tinggi dan antarmuka yang lebih kuat.
Peningkatan kekuatan ikatan antarmuka komposit serat kaca merupakan bidang penelitian penting dengan aplikasi praktis yang signifikan. Meskipun penggunaan agen perekat dan berbagai proses pelapisan merupakan landasan upaya ini, masih ada beberapa cara lain yang sedang dieksplorasi untuk lebih meningkatkan kinerjanya.
Waktu posting: 04-Sep-2025
