CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
1.2. COMPOSITE SỢI TỰ NHIÊN
1.2.3. Biến tính bề mặt sợi, nhựa nền
Tính chất của vật liệu composite khơng chỉ bị ảnh hưởng bởi tính chất của sợi và nhựa, hàm lượng sợi, chiều dài sợi, hướng sợi đối với lực tác dụng mà còn bị ảnh hưởng bởi liên kết giữa nhựa và sợi tại bề mặt tiếp xúc. Đặc tính của bề mặt tiếp xúc được quyết định bởi nhiều nhân tố như bản chất sợi và polymer, tỷ lệ sợi, q trình gia cơng và tương tác của nhựa đối với sợi. Nhân tố quan trọng nhất để sợi gia cường tốt cho vật liệu composite là độ kết dính giữa nhựa nền và sợi.
Bề mặt tiếp xúc đóng vai trị truyền lực từ nhựa đến sợi gia cường. Lực tác dụng trực tiếp lên vật liệu nền ở bề mặt composite được truyền đến sợi gần bề mặt nhất và tiếp tục truyền từ sợi này sang sợi kia qua vật liệu nền và bề mặt tiếp xúc. Nếu bề mặt tiếp xúc yếu, sự phân bố lực khơng đạt hiệu quả cao và cơ tính của composite bị suy yếu. Bề mặt tiếp xúc yếu cũng là một nhược điểm trong những trường hợp chịu tác động bởi tải trọng bên trong ví dụ như sự giản nở nhiệt khác nhau của sợi và vật liệu nền. Sự phá hủy có thể dễ xảy ra ở bề mặt tiếp xúc yếu khi composite chịu tác động của ứng suất nhiệt. Do đó, nếu có bề mặt tiếp xúc tốt sẽ cho hiệu quả gia cường của sợi đối với nhựa nền cao.
tác nhựa/bề mặt sợi. Chúng được phản ánh qua 3 yếu tố: độ bền xé của nhựa, ma sát giữa nhựa với sợi và độ bền liên kết hóa học giữa sợi và nhựa [2].
Như phân tích ở trên, bề mặt tiếp xúc đóng vai trị quan trọng trong khả năng kết dính và tính ổn định của composite. Sợi tự nhiên có bản chất ưa nước do nó chứa những nhóm hydroxyl phân cực mạnh. Do đó, sợi tự nhiên khơng tương hợp với nhựa nhiệt dẻo có bản chất kỵ nước như các polyolefin. Hạn chế chủ yếu của việc sử dụng sợi tự nhiên làm vật liệu gia cường cho nhựa nền là độ kết dính thấp tại bề mặt tiếp xúc sợi phân cực/nhựa nền khơng phân cực và khó khăn trong q trình trộn lẫn do sự thấm ướt kém của sợi đối với nhựa nền. Điều này làm cho composite có độ bền bề mặt tiếp xúc thấp.
Sự hiện diện của lớp sáp trên bề mặt sợi cũng góp phần làm liên kết giữa nhựa và sợi kém đi rất nhiều. Cùng với sự có mặt của nước tự do và nhóm hydroxyl, đặc biệt tại những vùng vơ định hình, làm cho khả năng kết dính của sợi tự nhiên với những chất tương hợp, liên diện trở nên kém đi. Sợi tự nhiên dễ bị vi khuẩn tấn công làm cho sợi yếu đi và giảm tuổi thọ. Vì vậy địi hỏi phải có phương pháp xử lý bề mặt sợi nhằm tạo ra bề mặt tiếp xúc tốt cho composite gia cường bằng sợi tự nhiên.