- Độ bền hoỏ học của sợi thuỷ tinh
b. Trạng thỏi ứ ng suất trờn bề mặt tiếp xỳc sợi/nhựa.
Trạng thỏi ứng suất trờn bề mặt tiếp xỳc sợi/nhựa giữ một vai trũ quan trọng quyết định đến cỏc tớnh chất cơ học của Vật liệu composite. Chỉ khi sự bỏm dớnh giữa sợi nhựa đạt được chất lượng hoàn hảo thỡ khi đú tải trọng mới
được truyền chọn vẹn từ nhựa sang sợi và ngược lại. Lỳc này Vật liệu composite mới đạt được độ bền cao nhất. Liờn kết giữa sợi/ nhựa ở bề mặt tiếp xỳc cú thể sẽ bị ảnh hưởng qua cỏc yếu tố thời gian như lóo hoỏ, thời tiết, ăn mũn, hơi nước, tỏc dụng của hoỏ chất, của cơ học và nhiệt độ. Đặc biệt diện tớch tiếp xỳc giữa bề mặt nhựa/ sợi thuỷ tinh đúng vai trũ hết sức quan trọng, vớ dụ với cựng một thể tớch như nhau một sợi thuỷ tinh với
đường kớnh 7àm cú diện tớch bề mặt lớn gần 1000 lần so với diện tớch bề
mặt của một hỡnh lập phương thuỷ tinh khối. Vỡ vậy, để tận dụng được cỏc tớnh chất ưu việt nhất của sợi thuỷ tinh thỡ xu hướng cần hướng tới là làm thế
nào để nhựa phải tiếp xỳc hết với bề mặt của sợi qua đú mới cú thể truyền lực từ sợi qua nhựa đạt được hiệu quả cao nhất. Khỏc với cỏc loại nhựa khỏc, nhựa EP cú khả năng bỏm dớnh rất tốt với bề mặt thuỷ tinh vỡ vậy khụng cần thiết phải sử dụng chất tăng cường bỏm dớnh để tạo ra liờn kết giữa nhựa EP và sợi thuỷ tinh. Trạng thỏi ứng suất giữa sợi thuỷ tinh và nhựa EP là một quỏ trỡnh hoỏ lý rất phức tạp. Quỏ trỡnh này phụ thuộc vào vụ số cỏc ảnh hưởng của điện tớch bề mặt trong đú khụng những chỉ cú cỏc lực bỏm dớnh (Adhesion), lực hấp thụ (Adsoption), lực ma sỏt, khả năng phủ màng của nhựa mà cũn nhiều yếu tố vật lý khỏc giữ một vai trũ quan trọng, đặc biệt cỏc tương tỏc hoỏ học và cỏc nội lực trong phõn tử (cỏc lực tương hỗ trong phõn tử) cũng đúng một vai trũ quan trọng. Trong trường hợp lý tưởng nhất, nhựa tạo thành một lớp liờn tục bao quanh sợi tăng cường, qua đú sợi khụng
những được bảo vệ và hạn chế sự hư hại khi tiếp xỳc trực tiếp với cỏc sợi dõy khỏc mà cũn tạo ra sự phõn bố đều ứng suất dọc theo sợi. Đõy là một vấn đề hoàn toàn thực tế, tuy vậy thường là khụng diễn ra.
Qua cỏc điều kiện sản xuất và điều kiện mụi trường, trờn bề mặt sợi thuỷ
tinh luụn luụn tồn tại một lớp nước rất mỏng. Lớp nước mỏng này rất khú loại trừ kể cả đốt núng ở nhiệt độ 1000C và trong điều kiện chõn khụng. Lớp nước mỏng thường trực này như một vật chắn ngăn cản việc tạo ra trực tiếp những lớp nhựa đúng rắn làm chậm lại quỏ trỡnh bỏm dớnh [27], [31].
Tuy nhiờn với lượng nước quỏ nhỏ và lớp nước rất mỏng nú cú tỏc dụng như
một chất làm mềm chống lại hiện tượng dũn ở bề mặt tiếp xỳc, qua đú mà một lớp đàn hồi trung gian được hỡnh thành hạn chế sự tỏch sớm giữa sợi và nhựa. Với lớp nước bề mặt sợi thuỷ tinh cú thể sẽ tạo ra một tế bào điện phõn, trạng thỏi cõn bằng của tế bào điện phõn này cú thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của Vật liệu composite. Sự hỡnh thành lực bỏm dớnh và độ bền bỏm dớnh dựa trờn cơ sở năng lượng của bề mặt tiếp xỳc. Cỏc nghiờn cứu về năng lượng ở bề mặt tiếp xỳc cho ta được sự hiểu biết về tớnh chất phủ màng và
độ bền bỏm dớnh ở bề mặt tiếp xỳc sợi/nhựa. Người ta đó khẳng định rằng Vật liệu composite sẽ cú cỏc tớnh chất cơ học tốt hơn nếu quỏ trỡnh đúng rắn diễn ra từ từ. Hiện tượng này cần đưa ta trở lại khỏi niệm về ảnh hưởng của năng lượng bề mặt tại bề mặt tiếp xỳc giữa pha rắn và pha lỏng. Đặc biệt nhựa EP cú thể kết hợp với cỏc nhúm OH- của bề mặt sợi thuỷ tinh tạo thành cỏc phản ứng hoỏ học ngay cả khi khụng cú chất tăng cường bỏm dớnh. Cỏc phản ứng này tạo ra một liờn kết khỏ tốt ngay sau khi nhựa PE được đúng rắn. Việc sử dụng Aminosilanen làm chất đúng rắn sẽ nõng cao đỏng kể chất lượng của Vật liệu composite khi phải làm việc lõu dài trong mụi trường của nước đặc biệt trong mụi trường axit, kiềm ở nhiệt độ khỏ cao. Tốc độ và kiểu cỏch đúng rắn cú ảnh hưởng lớn đến độ bền lõu của Vật liệu composite. Việc
đúng rắn núng diễn ra ở nhiệt độ quỏ cao hoặc qỳa nhanh sẽ rất dễ dẫn đến việc hỡnh thành cỏc vết nứt dọc theo sợi thuỷ tinh. Khuynh hướng tạo thành cỏc vết nứt khi quỏ trỡnh đúng rắn diễn ra quỏ nhanh cú thể sẽ bị giảm qua tỏc dụng của silanen vỡ khi đú quanh sợi thuỷ tinh sẽ cú một lớp mỏng cú tớnh đàn hồi hỡnh thành, lớp mỏng này cú tỏc dụng triệt tiờu cỏc ứng suất cắt
được tạo ra trong quỏ trỡnh đúng rắn. Qua sự thay đổi ứng suất, dưới tỏc dụng của tải trọng động, hiện tượng mỏi xuất hiện dẫn đến việc phỏ huỷ cỏc liờn kết ở bề mặt tiếp xỳc sợi/nhựa. Đặc biệt dưới tỏc dụng của tải trọng
động mặt phẳng tiếp xỳc sợi/nhựa bịảnh hưởng mạnh nhất.