Dans un matériau composite, les performances de la fibre de verre, en tant que composant de renforcement essentiel, dépendent largement de l'adhérence interfaciale entre la fibre et la matrice. La résistance de cette adhérence détermine la capacité de transfert de contrainte lorsque la fibre de verre est soumise à une charge, ainsi que sa stabilité lorsque sa résistance est élevée. Généralement, l'adhérence interfaciale entre la fibre de verre et la matrice est très faible, ce qui limite l'utilisation de la fibre de verre dans les matériaux composites haute performance. Par conséquent, l'application d'un enduit d'apprêt pour optimiser la structure interfaciale et renforcer l'adhérence est une méthode essentielle pour améliorer les performances des composites à fibres de verre.
Un agent d'encollage forme une couche moléculaire à la surface de lafibre de verreCe procédé permet de réduire efficacement la tension interfaciale, rendant la surface de la fibre de verre plus hydrophile ou oléophile et améliorant ainsi sa compatibilité avec la matrice. Par exemple, l'utilisation d'un agent d'encollage contenant des groupes chimiquement actifs peut créer des liaisons chimiques avec la surface de la fibre de verre, renforçant ainsi l'adhérence interfaciale.
Des recherches ont démontré que les agents d'encollage nanométriques permettent d'enrober la surface de la fibre de verre de manière plus uniforme et de renforcer les liaisons mécaniques et chimiques entre la fibre et la matrice, améliorant ainsi efficacement les propriétés mécaniques de la fibre. Parallèlement, une formulation d'agent d'encollage adaptée permet d'ajuster l'énergie de surface de la fibre et de modifier sa mouillabilité, ce qui favorise une forte adhésion interfaciale entre la fibre et différents matériaux de matrice.
Différents procédés de revêtement ont également un impact significatif sur l'amélioration de la résistance de l'adhérence interfaciale. Par exemple, le revêtement assisté par plasma peut utiliser un gaz ionisé pour traiter la surface.fibre de verresurface, éliminant les matières organiques et les impuretés, augmentant l'activité de surface et améliorant ainsi l'adhérence de l'agent d'encollage à la surface de la fibre.
Le matériau de la matrice joue un rôle crucial dans l'adhérence interfaciale. La mise au point de nouvelles formulations de matrice présentant une plus forte affinité chimique pour les fibres de verre traitées peut conduire à des améliorations significatives. Par exemple, les matrices à forte concentration de groupes réactifs peuvent former des liaisons covalentes plus robustes avec l'agent d'encollage à la surface de la fibre. De plus, la modification de la viscosité et des propriétés d'écoulement du matériau de la matrice permet une meilleure imprégnation du faisceau de fibres, minimisant ainsi les vides et les défauts à l'interface, source fréquente de fragilité.
Le processus de fabrication lui-même peut être optimisé pour améliorer l'adhérence interfaciale. Des techniques commeinfusion sous videoumoulage par transfert de résine (RTM)peut assurer un mouillage plus uniforme et complet defibres de verreLa matrice permet d'éliminer les poches d'air susceptibles d'affaiblir la liaison. De plus, l'application d'une pression externe ou l'utilisation de cycles de température contrôlés pendant le durcissement favorisent un contact plus étroit entre la fibre et la matrice, ce qui conduit à un degré de réticulation plus élevé et à une interface plus résistante.
L'amélioration de la résistance de l'adhérence interfaciale des composites à fibres de verre est un domaine de recherche crucial aux applications pratiques importantes. Si l'utilisation d'agents d'encollage et de divers procédés de revêtement constitue un pilier de ces efforts, plusieurs autres pistes sont explorées pour optimiser encore les performances.
Date de publication : 4 septembre 2025
