Shear strength of the fiber-reinforced polymer composite

Práca sa zaoberá štúdiom interlaminárnej šmykovej pevnosti polymérnych kompozitov na báze nenasýtenej polyesterovej živice s jednosmerne orientovanými čadičovými prípadne sklenenými vláknami. Základ experimentálnej časti práce tvorí príprava kompozitných vzoriek s rôznym typom povrchovej úpravy vláken (výstuže) ako aj samotná povrchová úprava. Povrchovo neupravené, komerčne upravené vlákna a plazmochemicky upravené vlákna využité ako výstuž v polymérnom kompozite boli analyzované pomocou šmykového testu krátkych telies a bola stanovená ich interlaminárna šmyková pevnosť. Pri plazmochemických povrchových úpravách a tvorbe tenkej vrstvy na povrchovo neupravených sklenených a čadičových vláknach bol sledovaný vplyv rôznych depozičných podmienok na hodnotu interlaminárnej šmykovej pevnosti kompozitu. Pri komerčne upravených sklenených vláknach bol skúmaný dopad ich starnutia na interlaminárnu šmykovú pevnosť kompozitu. V práci je využitá aj rastrovacia elektrónová mikroskopia spolu s energiovo disperznou spektroskopiou. Na základe všetkých výsledkov bol podaný návrh na korekciu a zlepšenie depozičných podmienok a teda skvalitnenie medzifázy s cieľom dosiahnutia požadovaných šmykových vlastností polymérnych kompozitov.The diploma thesis deals with the study of Inter-Laminar Shear Strength (ILSS) of polymer composites, based on unsaturated polyester resin with unidirectionally oriented basalt or glass fibers. The basis of the experimental part is the preparation of composite samples with different types of surface treatment of a fibers (a reinforcement) as well as the surface treatment itself. The untreated, the commercially treated fibers and the plasmatreated fibers used as reinforcement in the polymer composites were analysed by a short beam shear test and their ILSS was determined. The effect of various deposition conditions during Plasma-Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) on the value of ILSS of the composite with originally unsized glass or basalt fibers was studied. The impact of aging on the interlaminar shear strength of the composites was investigated for commercially treated glass fibers. The Scanning Electron Microscopy (SEM) is also used in the thesis together with the Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). Based on all the results a proposal was made to correct and improve the deposition conditions and thus improve the interphase to achieve the required shear properties of polymer composites.