फाइबरग्लास कंपोजिट में अंतरसतही बंधन शक्ति को बढ़ाने के प्रमुख तरीके

किसी मिश्रित पदार्थ में, प्रमुख सुदृढ़ीकरण घटक के रूप में फाइबरग्लास का प्रदर्शन काफी हद तक फाइबर और मैट्रिक्स के बीच अंतरागर्भिक बंधन क्षमता पर निर्भर करता है। इस अंतरागर्भिक बंधन की मजबूती भार पड़ने पर ग्लास फाइबर की तनाव स्थानांतरण क्षमता और उच्च मजबूती होने पर ग्लास फाइबर की स्थिरता निर्धारित करती है। सामान्यतः, फाइबरग्लास और मैट्रिक्स पदार्थ के बीच अंतरागर्भिक बंधन बहुत कमजोर होता है, जो उच्च-प्रदर्शन मिश्रित पदार्थों में फाइबरग्लास के अनुप्रयोग को सीमित करता है। इसलिए, अंतरागर्भिक संरचना को अनुकूलित करने और अंतरागर्भिक बंधन को मजबूत करने के लिए साइजिंग एजेंट कोटिंग प्रक्रिया का उपयोग करना ग्लास फाइबर मिश्रित पदार्थों के प्रदर्शन को बेहतर बनाने का एक प्रमुख तरीका है।

साइजिंग एजेंट सतह पर एक आणविक परत बनाता है।फाइबरग्लासइससे अंतरास्थि तनाव प्रभावी रूप से कम हो जाता है, जिससे फाइबरग्लास की सतह अधिक जल-प्रेमी या तेल-प्रेमी हो जाती है और मैट्रिक्स के साथ उसकी अनुकूलता बेहतर हो जाती है। उदाहरण के लिए, रासायनिक रूप से सक्रिय समूहों वाले साइजिंग एजेंट का उपयोग करने से फाइबरग्लास की सतह के साथ रासायनिक बंधन बन सकते हैं, जिससे अंतरास्थि बंधन की मजबूती और बढ़ जाती है।

शोध से पता चला है कि नैनो-स्तर के साइजिंग एजेंट फाइबरग्लास की सतह को अधिक समान रूप से लेपित कर सकते हैं और फाइबर तथा मैट्रिक्स के बीच यांत्रिक और रासायनिक बंधन को मजबूत कर सकते हैं, जिससे फाइबर के यांत्रिक गुणों में प्रभावी रूप से सुधार होता है। साथ ही, एक उपयुक्त साइजिंग एजेंट फॉर्मूलेशन फाइबर की सतह ऊर्जा को समायोजित कर सकता है और फाइबरग्लास की वेटेबिलिटी को बदल सकता है, जिससे फाइबर और विभिन्न मैट्रिक्स सामग्रियों के बीच मजबूत अंतरागर्भिक आसंजन होता है।

विभिन्न कोटिंग प्रक्रियाओं का भी अंतरसतही बंधन शक्ति को बेहतर बनाने पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, प्लाज्मा-सहायता प्राप्त कोटिंग में आयनित गैस का उपयोग करके उपचार किया जा सकता है।ग्लास फाइबरसतह को साफ करके, कार्बनिक पदार्थों और अशुद्धियों को हटाकर, सतही सक्रियता को बढ़ाकर, और इस प्रकार फाइबर की सतह पर साइजिंग एजेंट के बंधन को बेहतर बनाकर।

मैट्रिक्स सामग्री स्वयं भी अंतरसीय बंधन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। उपचारित कांच के रेशों के लिए मजबूत रासायनिक आकर्षण वाले नए मैट्रिक्स फॉर्मूलेशन विकसित करने से महत्वपूर्ण सुधार हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रियाशील समूहों की उच्च सांद्रता वाले मैट्रिक्स, रेशे की सतह पर साइजिंग एजेंट के साथ अधिक मजबूत सहसंयोजक बंधन बना सकते हैं। इसके अलावा, मैट्रिक्स सामग्री की श्यानता और प्रवाह गुणों को संशोधित करने से रेशे के बंडल का बेहतर संसेचन सुनिश्चित किया जा सकता है, जिससे इंटरफ़ेस पर रिक्तियों और दोषों को कम किया जा सकता है, जो कमजोरी का एक सामान्य स्रोत हैं।

अंतरसतही बंधन को बेहतर बनाने के लिए विनिर्माण प्रक्रिया को ही अनुकूलित किया जा सकता है। कुछ तकनीकों का उपयोग करके ऐसा किया जा सकता है।वैक्यूम इन्फ्यूजनयारेजिन ट्रांसफर मोल्डिंग (आरटीएम)इससे सतह का अधिक समान और पूर्ण गीलापन सुनिश्चित हो सकता है।कांच के रेशेमैट्रिक्स द्वारा, हवा के बुलबुले समाप्त हो जाते हैं जो बंधन को कमजोर कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, उपचार के दौरान बाहरी दबाव डालने या नियंत्रित तापमान चक्रों का उपयोग करने से फाइबर और मैट्रिक्स के बीच अधिक घनिष्ठ संपर्क को बढ़ावा मिल सकता है, जिससे उच्च स्तर का क्रॉस-लिंकिंग और एक मजबूत इंटरफ़ेस बनता है।

ग्लास फाइबर कंपोजिट्स की अंतरसतही बंधन शक्ति में सुधार करना अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है जिसके व्यावहारिक अनुप्रयोग भी काफी व्यापक हैं। साइजिंग एजेंटों और विभिन्न कोटिंग प्रक्रियाओं का उपयोग इस प्रयास का एक मुख्य आधार है, लेकिन प्रदर्शन को और बेहतर बनाने के लिए कई अन्य रास्ते भी खोजे जा रहे हैं।