Em um material compósito, o desempenho da fibra de vidro como componente de reforço fundamental depende em grande parte da capacidade de adesão interfacial entre a fibra e a matriz. A resistência dessa adesão interfacial determina a capacidade de transferência de tensão quando a fibra de vidro está sob carga, bem como a estabilidade da fibra de vidro quando sua resistência é alta. Geralmente, a adesão interfacial entre a fibra de vidro e o material da matriz é muito fraca, o que restringe a aplicação da fibra de vidro em materiais compósitos de alto desempenho. Portanto, o uso de um processo de revestimento com agente de colagem para otimizar a estrutura interfacial e fortalecer a adesão interfacial é um método fundamental para melhorar o desempenho dos compósitos de fibra de vidro.
Um agente de colagem forma uma camada molecular na superfície dofibra de vidroO que pode reduzir eficazmente a tensão interfacial, tornando a superfície da fibra de vidro mais hidrofílica ou oleofílica para melhorar a compatibilidade com a matriz. Por exemplo, a utilização de um agente de colagem contendo grupos quimicamente ativos pode criar ligações químicas com a superfície da fibra de vidro, aumentando ainda mais a resistência da ligação interfacial.
Pesquisas demonstraram que agentes de colagem em nanoescala podem revestir a superfície da fibra de vidro de forma mais uniforme e fortalecer as ligações mecânicas e químicas entre a fibra e a matriz, melhorando, assim, as propriedades mecânicas da fibra. Ao mesmo tempo, uma formulação adequada de agente de colagem pode ajustar a energia superficial da fibra e alterar a molhabilidade da fibra de vidro, resultando em uma forte adesão interfacial entre a fibra e diferentes materiais de matriz.
Diferentes processos de revestimento também têm um efeito significativo na melhoria da resistência da ligação interfacial. Por exemplo, o revestimento assistido por plasma pode usar gás ionizado para tratar afibra de vidrosuperfície, removendo matéria orgânica e impurezas, aumentando a atividade superficial e, assim, melhorando a adesão do agente de colagem à superfície da fibra.
O próprio material da matriz também desempenha um papel crucial na adesão interfacial. O desenvolvimento de novas formulações de matriz com maior afinidade química pelas fibras de vidro tratadas pode levar a melhorias significativas. Por exemplo, matrizes com alta concentração de grupos reativos podem formar ligações covalentes mais robustas com o agente de colagem na superfície da fibra. Além disso, a modificação da viscosidade e das propriedades de fluxo do material da matriz pode garantir uma melhor impregnação do feixe de fibras, minimizando vazios e defeitos na interface, que são uma fonte comum de fragilidade.
O próprio processo de fabricação pode ser otimizado para melhorar a adesão interfacial. Técnicas comoinfusão a vácuoouMoldagem por transferência de resina (RTM)pode garantir uma umidificação mais uniforme e completa dofibras de vidropela matriz, eliminando bolsas de ar que podem enfraquecer a ligação. Além disso, a aplicação de pressão externa ou o uso de ciclos de temperatura controlados durante a cura podem promover um contato mais íntimo entre a fibra e a matriz, levando a um maior grau de reticulação e a uma interface mais forte.
A melhoria da resistência da ligação interfacial de compósitos de fibra de vidro é uma área de pesquisa crucial com aplicações práticas significativas. Embora o uso de agentes de colagem e diversos processos de revestimento seja fundamental nesse esforço, várias outras vias estão sendo exploradas para aprimorar ainda mais o desempenho.
Data da publicação: 04/09/2025
