Cómo las mediciones de tensión superficial y fuerza adhesiva pueden ayudar a mejorar las propiedades mecánicas de las fibras de basalto

Las fibras de basalto (FB) han atraído mucha atención debido a su eficiencia en costos, alta resistencia a la tracción, alta resistencia a los efectos ambientales y sus características respetuosas con el medio ambiente. Desafortunadamente, la fabricación de FB presenta desafíos que resultan en fibras con defectos como arañazos, cristales y vacíos, disminuyendo la resistencia del material. El uso de agentes de acoplamiento, agentes antiestáticos y lubricantes, así como el tamaño, puede prevenir en cierta medida los problemas causados por los defectos. El tamaño es un recubrimiento delgado y homogéneo aplicado a la superficie de la fibra durante el proceso de fabricación para proteger los filamentos. Estudios previos del grupo de Ma mostraron que el tamaño juega un papel clave en mejorar la resistencia mecánica de las FB. Sin embargo, debido al secreto en el proceso de fabricación y a la complejidad de las formulaciones de tamaño, los efectos del tamaño en las FB aún no se comprenden claramente. Recientemente, el grupo de Ma ha investigado más a fondo el efecto de los componentes en el tamaño en las propiedades mecánicas de las FB y ha demostrado la correlación entre la humectbilidad y el tamaño de la capa y la mejora de las propiedades mecánicas.

En este trabajo, los autores buscaron un tamaño óptimo para las FB aplicando el método Taguchi. Los experimentos se diseñaron según el diseño ortogonal de matriz Taguchi (Tabla 1), revelando que la adición de tamaño mejora significativamente la resistencia a la tracción tanto de haces como de fibras individuales.