Почему эмульсия улучшает механические свойства и устойчивость к воздействию окружающей среды стеклокомпозитов? 

1. Улучшенные механические свойства
Практичность композитов из стекловолокна определяется их механическими свойствами, такими как прочность на растяжение, изгиб и сжатие. Эмульсии повышают механические свойства композита за счет создания прочной связи между волокнами и полимерной матрицей. Стеклянные волокна являются каркасной структурой, используемой в композитах, но в случае, если связь матрицы с волокнами слабая, внешние нагрузки распределяются неравномерно, что снижает прочность и жесткость композита. Эта проблема решается с помощью эмульсий. Пленка, которая образуется в результате нанесения эмульсии на стекловолокно, способствует равномерному распределению волокон, предотвращению их слипания и лучшему сцеплению стекловолокна со смолой. Это улучшение снижает концентрацию напряжений и делает композит прочнее за счет улучшения передачи нагрузки между волокнами и полимерной матрицей. Прочность на растяжение и изгиб композитов из стекловолокна, обработанных эмульсией, на 25-40% выше, чем у необработанных материалов при сложном нагружении. Другие испытания показали, что использование эмульсий улучшает сцепление между стекловолокном и смолой, тем самым повышая ударопрочность и усталостную прочность композитов. При циклическом нагружении композиционные материалы, обработанные эмульсиями, эффективно препятствуют росту трещин, что позволяет использовать их при длительных переменных нагрузках. Эмульсия, используемая в качестве пластификатора, может повысить эластичность матрицы. Некоторые эмульсии действуют как пластификаторы, снижая температуру стеклования полимерной матрицы, делая ее более эластичной и растягивающейся. В композитах из стекловолокна ударная вязкость матричной смолы имеет решающее значение для ударопрочности материала. Благодаря добавлению пластифицирующих эмульсий матричная смола может лучше поглощать и рассеивать энергию при внешнем воздействии, предотвращая разрушение материала из-за хрупкого разрушения, тем самым повышая ударопрочность композиционного материала.

2. Повышенная устойчивость к воздействию окружающей среды.
Устойчивость композитов из стекловолокна к воздействию окружающей среды, особенно к воздействию воды, ультрафиолетового излучения и коррозии, напрямую определяет срок их службы и стабильность в различных средах. В качестве модификатора поверхности эмульсии могут эффективно улучшать эксплуатационные характеристики композиционных материалов в суровых условиях. Защитная пленка, образуемая эмульсией на поверхности стекловолокна, может эффективно снижать проникновение влаги, кислорода и химических веществ, предотвращая коррозию стекловолокна водяным паром и химическими средами, тем самым повышая устойчивость материала к влажному нагреву и коррозии. Щелочные эмульсии (например, эмульсии с рН-буфером) могут нейтрализовать щелочное выщелачивание стекловолокна во влажной среде, замедляя разрушение волокон. Композиты из стекловолокна, обработанные эмульсией, обладают значительной водостойкостью. Эмульсионная обработка повышает сродство между волокном и матрицей, уменьшая смачивание водой на границе раздела волокно-смола, тем самым предотвращая негативное влияние воды на эксплуатационные характеристики композитного материала. Например, в условиях высокой влажности степень водопоглощения композитов из стекловолокна, обработанных эмульсией, значительно ниже, чем у необработанных. При нагревании во влажной среде эмульсия препятствует повреждению механических свойств композиционного материала водой и замедляет процесс разложения смолы, вызванный гидратацией. Кроме того, эмульсия также обеспечивает защиту от ультрафиолета и устойчивость к старению. Ультрафиолетовое излучение в первую очередь воздействует на композитные материалы, разрушая полимерную матрицу и старение поверхности. Защитный слой, образованный эмульсией на стекловолокне, эффективно снижает скорость старения полимерной матрицы, вызванную ультрафиолетовым излучением. Некоторые компоненты эмульсии также обладают антиоксидантными свойствами, эффективно предотвращая разрушение смолы кислородом и ультрафиолетовым излучением, тем самым повышая долговременную стабильность композиционного материала.