Адгезия графитовых волокон к эпоксидным матрицам: I. Роль обработки поверхности волокна

Адгезия между графитовыми волокнами и эпоксидными матрицами является необходимым и иногда определяющим фактором для достижения оптимальной работоспособности. Проприетарные производственные обработки поверхности волокон повышают адгезию, не обеспечивая при этом базового понимания свойств поверхности волокон, изменяющихся в результате их применения. В данном исследовании объединены анализ химии поверхности волокон, морфологии, измерения межфазной прочности и характеристика разрушения с целью прояснения роли обработок поверхности. Результаты исследования позволяют заключить, что обработки поверхности, направленные на повышение адгезии к эпоксидным матрицам, действуют посредством двухкомпонентного механизма. Во‑первых, обработки удаляют слабый внешний слой волокна, первоначально присутствующий на поверхности. Во‑вторых, вводятся поверхностные химические группы, которые усиливают взаимодействие с матрицей. Увеличение площади поверхности волокна не является важным фактором в повышении адгезии волокно–матрица. В некоторых случаях верхний предел межфазной касательной прочности определяется собственной касательной прочностью самого волокна.