Kontaminaation vaikutus hiilikuitukomposiitin liimaliitokseen

Abstract

Komposiitteja käytetään paljon painokriittisissä kohteissa muun muassa niiden korkean ominaislujuuden vuoksi. Liimaaminen on komposiiteille ominainen liittämistapa, koska se mahdollistaa kevyen liitoksen ilman jännityskeskittymiä, eikä lujitekuituja tarvitse katkoa. Komposiittirakenteiden liimaaminen on kuitenkin usein haastavaa, sillä liitoksen laatua ei pystytä varmistamaan kunnolla ainetta rikkomattomilla menetelmillä. Koska kontaminaatioita voi kuitenkin tapahtua, on niiden vaikutuksia tärkeä tuntea. Tässä työssä tutkittiin viiden eri kontaminaation vaikutusta jatkuvakuituisen hiilikuitukomposiittien liimaliitokseen. Tutkitut kontaminaatiot olivat kaksi hydraulinestettä, kaksi irrotusainetta sekä yksi jäänpoistoaine.

Työ tehtiin kirjallisuusselvityksenä. Työ on jaettu kolmeen osaan. Ensimmäinen käsittelee hiilikuitukomposiitteja, niiden rakennetta, valmistusta ja pintojen adheesiota. Toinen käsittelee liimaliitoksen testaamista, siihen käytettyjä menetelmiä, sekä miten liimaliitos lopulta murtuu ja mitä murtopinnasta voidaan sanoa. Kolmas ja viimeinen osio käsittelee eri kontaminaation vaikutusta komposiittien liimaliitokseen. Tässä osiossa käydään läpi tarkemmin tutkittavat näytemateriaalit ja kontaminaatiot, miten tutkimukset toteutettiin ja tutkimusten tulokset.

Tuloksista huomattiin kontaminaatiolla olevan liimaliitoksen lujuutta heikentävä vaikutus. Kontaminaation vaikutus on kuitenkin lähes aina yksilöllinen ja kontaminoivasta aineesta riippuva. Puhtailla näytteillä oli hyvä tartunta liiman ja laminaatin välillä, ja nämä hajosivat aina liiman kohdalta. Irrotusaineella kontaminointi esti kunnon tartunnan liiman ja laminaatin välillä sallien niiden helpon irtoamisen toisistaan. Jäänpoistoaine puolestaan heikensi laminaatin pintakerrosta siirtäen murtuman liimasta siihen. Hydraulinesteillä murtumismuoto erosi tutkittujen hydraulinesteiden välillä. Toinen hydraulineste esti kunnon tartunnan liiman ja laminaatin välillä, kun taas toinen laski ainoastaan liitoksen sitkeyttä muuttamatta murtumismuotoa.