Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Composites Theory and Practice

1 2017

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: pokrycia organokrzemionkowe

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Pro-adhesive sol-gel coatings for fibers in epoxy resin composite materials

Szczurek A., Barcikowski M., Krzak J.

Composites Theory and Practice

2017

R. 17, nr 4

211--215

Inadequate adhesive strength of the reinforcing fibers to the matrix in composite materials causes their delamination, which reduces the bearing capacity and durability of the defected product, and in the case of pressure vessels or pipelines, may cause their depressurization. One of possible methods to improve the adhesive strength is to coat the reinforcing fibers by the sol-gel method with organosilica coatings. Silane coatings serve two purposes: 1) the film binds chemically to the surface of the glass fiber, 2) wetting is improved by an increased chemical affinity of the resin to the fiber. Carbon and aramid fibers are usually not coated in this manner, resulting in inferior adhesive properties. In this study, organosilica materials were obtained by the sol-gel method using various silica precursors: methyltrimethoxysilane (MtMOS), ethyltriethoxysilane (EtEOS) and tetramethoxysilane (TMOS). The materials were deposited on glass fiber and hybrid carbon/aramid fiber textiles, resulting in a change in the surface properties. The chemical structures were characterized by Raman spectroscopy, indicating the presence of groups characteristic for silica, as well as the presence of functional organic groups connected by silicon-carbon bonds. The surfaces of the coated fibers were observed by scanning electron microscopy (SEM), indicating undesirable fiber bonding by the coatings obtained using the MtMOS and TMOS precursors, while no such bonding was observed for the coating obtained using the EtEOS precursor. The wettability of the glass fibers by epoxy resin was measured using the electro-optical method, revealing that the coatings made of the MtMOS and TMOS mixture improved the wettability of the fibers with epoxy resin, facilitating adhesion.

Niedostateczna wytrzymałość adhezyjna połączenia włókien wzmacniających z matrycą (osnową) materiału kompozytowego prowadzi do delaminacji, powodujących redukcję zdolności do przenoszenia obciążeń oraz trwałości wyrobu, a w przypadku zbiorników ciśnieniowych i rurociągów może spowodować ich rozszczelnienie. Jedną z możliwych metod poprawy wytrzymałości adhezyjnej jest pokrywanie włókien wzmacniających metodą zol-żel powłokami organokrzemionkowymi. Warstwa silanowa wiąże się chemicznie (wiązaniami kowalencyjnymi Si-O) z powierzchnią włókien szklanych. Zwilżanie ulega poprawie dzięki większemu powinowactwu chemicznemu żywicy do włókien pokrytych niż niepokrytych. Lepsze zwilżanie poprawia powiązanie adhezyjne pomiędzy włóknami a matrycą (żywicą) ze względu na większą powierzchnię kontaktu pomiędzy żywicą a włóknami. Włókna węglowe i aramidowe zwykle nie są w ten sposób pokrywane, co skutkuje gorszymi właściwościami adhezyjnymi. W pracy materiały organokrzemionkowe zostały uzyskane metodą zol-żel z użyciem różnych prekursorów krzemionkowych: metylotrimetoksysilanu (MtMOS), etylotrietoksysilanu (EtEOS) oraz tetrametoksysilanu (TMOS). Materiały te zostały naniesione na tkaninę z włókien szklanych oraz hybrydową tkaninę węglowo/aramidową, powodując zmianę ich właściwości powierzchniowych. Struktury chemiczne zbadano z użyciem spektroskopii Ramana, wykazując obecność ugrupowań chemicznych charakterystycznych dla krzemionki, jak również obecność organicznych grup funkcyjnych połączonych wiązaniami krzem-węgiel. Powierzchnie pokrytych włókien obserwowano pod skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM), wskazując niepożądane zlepienie włókien przez pokrycia z prekursorów MtMOS i TMOS, przy braku takiego zlepienia przez pokrycia z prekursora EtEOS. Zwilżalność włókien szklanych przez żywicę epoksydową zbadano metodą elektrooptyczną, wykazując, że pokrycia z MtMOS i TMOS poprawiają zwilżalność, promując tym samym adhezję.