זווית מגע ומתח פני השטח לאופטימזציה של ההרטבה וההידבקות בין סיבים ל- Matrix plastic
סיבי זכוכית, מינרלים או סיבי פחמן מקנים תכונות חדשות, כגון חוזק שבירה ומתיחה או מוליכות גבוהה, לפלסטיק בו בזמן שהן בעלי צפיפות נמוכה. תחומי יישום חדשים של פולימרים המחוזקים בסיבים מתעוררים ללא הרף הודות לצורתו הגמישה של החומר.
הטבעת סיבים היא לעתים קרובות אתגר עבור כימיה של פני השטח, שכן סיבים רבים נתקלים בתכונות הרטבה גרועות של פלסטיק מומס או Curing compounds. מדידות של זווית המגע על סיבים בודדים או צרורות של סיבים, כמו גם אפיון פני השטח של Matrix plastic מאפשרים לייעל באופן ספציפי את תהליך ציפוי הסיבים והטבעה.
תחומי יישום אופייניים לפלסטיק המחוזק בסיבים
בניית רכבים ומטוסים
ציוד ספורט
מעגלים מודפסים
Artificial wood
Lightweight structures in buildings
מדידות זווית מגע לציפוי והטבעה של סיבים
לפני ההטבעה ב- Matrix plastic, הסיב מצופה לעתים קרובות מראש, בדרך כלל בחומר הדומה לפלסטיק היעד. לדוגמה, סיבי פחמן מצופים לעתים קרובות בשרף אפוקסי לפני שהם משולבים במטריצת אפוקסי. כתוצאה מכך נוצרים ממשקים חדשים בין סיבים לציפוי ובין ציפוי למטריצת המטרה. ניתן לחקור זאת צעד אחר צעד בהתבסס על מדידת זווית המגע באמצעות כוח טנסיומטר.
טנסיומטרים של Kruss מודד את יכולת ההרטבה של הסיב על סמך זווית המגע. לשם כך הוא מבצע מדידות מדויקות של כוחות ההרטבה על סיבים. לכן ניתן לבצע בדיקת איכות בשלב מוקדם מאוד, כלומר לפני קליעה של הסיבים לצרורות להטבעה, וזאת בעזרת ציוד המדידה של Kruss . ניתן לבצע בדיקה מאוחרת יותר של הצרורות ואף לחקור חומרי סיבים הטרוגניים בעזרת המכשירים של Kruss ושיטת Washburn.
חקירת הידבקות ויציבות לטווח ארוך
יחד עם יכולת ההרטבה הראשונית, ההידבקות המושגת בין סיבים ל- Matrix plastic היא מעניינת במיוחד. ניתן לחשב זאת על ידי מדידת האנרגיה החופשית של פני השטח של הסיב ומתח הפנים של Curing compounds בנפרד. ניתן לחקור גם את ה- Polymer melts להטמעה בפלסטיק תרמופלסטי.
מתח הממשק בין הסיבים למטריצה הוא תוצאה נוספת של חקירה נפרדת של הפאזות. זהו מדד לאי היציבות המובנית של הקשר, ויש לשמור את המדד נמוך ככל האפשר על מנת להבטיח הטבעה יציבה.
