Hygrothermisch kruipgedrag van natuurlijke vezelcomposieten

  Natuurlijke vezelcomposieten (NFC) worden beschouwd als een effectieve aanvulling of zelfs alternatief voor synthetische vezels als versterking voor composietmaterialen in veel industriële toepassingen, zoals de bouw-, auto- en scheepvaartindustrie. Bij deze toepassingen wordt NFC vaak gedurende een langere periode blootgesteld aan een hygrothermische omgeving, wat de ernstige verslechtering van hun mechanische eigenschappen kan veroorzaken, zoals kruipgedrag, wat een grote zorg is met betrekking tot de duurzaamheid op lange termijn. Over het algemeen bestaat een composietmateriaal uit drie fasen (vezel, matrix en interfase). De mechanische eigenschappen van elke fase kunnen de algehele mechanische prestaties van composieten beïnvloeden. Bij blootstelling aan een hygrothermische omgeving neemt de kruipweerstand van NFC gewoonlijk af met de veroudering van de bestanddelen ervan, b.v. het opzwellen van de vezel, het vormen van holtes en microscheurtjes in het vezel-matrix grensvlakgebied. Daarom is het van grote noodzaak om het kruipgedrag van de componenten van NFC ook onder hygrothermische verouderingstoestand te onderzoeken, met betrekking tot hun bijdrage aan de macroscopische respons. Van de drie componentfasen is de vezel-matrixinterface een sleutelelement dat in hoge mate het kruipgedrag van composieten bepaalt, aangezien de spanningsoverdracht en de belastingverdelingsefficiëntie op het grensvlak wordt bepaald door de mate van hechting tussen de componenten, en slecht hechting aan het grensvlak kan grotere kruipvervorming veroorzaken dan verwacht, zelfs als zowel de vezel als de matrix een goede kruipweerstand hebben. Bovendien is het dunne grensvlakgebied inherent visco-elastisch ondanks dat de kruipvervorming ervan triviaal is in vergelijking met de andere twee componenten. Daarom is het eerste doel om het effect van interface-eigenschappen op het algehele kruipgedrag van NFC te onderzoeken. Vervolgens zal een micromechanisch kruipmodel worden voorgesteld om de macroscopische kruiprespons van NFC te relateren aan de drie componenten ervan met het oog op het ontwerp en de optimalisatie van composieten.