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1. Sviluppo e applicazione della tecnologia di rivestimento di precisione dell'agente di dimensionamento su scala nanometrica

La tecnologia di rivestimento di precisione dell'agente di dimensionamento su scala nanometrica, in quanto tecnologia all'avanguardia, svolge un ruolo cruciale nel migliorareprestazioni delle fibre di vetroI nanomateriali, grazie alla loro ampia superficie specifica, alla forte attività superficiale e alle superiori proprietà fisico-chimiche, possono migliorare significativamente la compatibilità tra l'agente di apprettatura e la superficie della fibra di vetro, aumentandone così la forza di legame interfacciale. Attraverso il rivestimento di agenti di apprettatura su scala nanometrica, è possibile formare un rivestimento nanometrico uniforme e stabile sulla superficie della fibra di vetro, rafforzando l'adesione tra la fibra e la matrice e migliorando così significativamente le proprietà meccaniche del materiale composito. Nelle applicazioni pratiche, processi avanzati come il metodo sol-gel, il metodo a spruzzo e il metodo a immersione vengono utilizzati per il rivestimento di agenti di apprettatura su scala nanometrica per garantire l'uniformità e l'adesione del rivestimento. Ad esempio, utilizzando un agente di apprettatura contenente nanosilano o nanotitanio e applicandolo uniformemente sulla superficie della fibra di vetro con il metodo sol-gel, si forma un film di SiO2 su scala nanometrica sulla superficie della fibra di vetro, aumentandone significativamente l'energia superficiale e l'affinità e migliorandone la forza di legame con la matrice di resina.

2. Progettazione ottimizzata di formulazioni di agenti di dimensionamento sinergici multicomponenti

Combinando più componenti funzionali, l'agente di apprettatura può formare un rivestimento funzionale composito sulla superficie della fibra di vetro, soddisfacendo le specifiche esigenze dei materiali compositi in fibra di vetro in diversi campi di applicazione. Gli agenti di apprettatura multicomponente non solo possono migliorare la forza di adesione tra le fibre di vetro e la matrice, ma anche conferire loro diverse proprietà come la resistenza alla corrosione, la resistenza ai raggi UV e la resistenza alle variazioni di temperatura. Per ottimizzare la progettazione, vengono solitamente selezionati componenti con diverse attività chimiche e si ottiene un effetto sinergico attraverso proporzioni ragionevoli. Ad esempio, una miscela di silano bifunzionale e polimeri come poliuretano e resina epossidica può formare una struttura reticolata attraverso reazioni chimiche durante il processo di rivestimento, migliorando significativamente l'adesione tra la fibra di vetro e la matrice. Per esigenze specifiche in ambienti estremi che richiedono resistenza alla temperatura e alla corrosione, è possibile aggiungere una quantità appropriata di nanoparticelle ceramiche resistenti alle alte temperature o componenti di sali metallici resistenti alla corrosione per migliorare ulteriormente le prestazioni complessive del materiale composito.

3. Innovazione e progressi nel processo di rivestimento dell'agente di dimensionamento assistito dal plasma

Il processo di rivestimento dell'agente di dimensionamento assistito dal plasma, come nuova tecnologia di modifica della superficie, forma un rivestimento uniforme e denso sulla superficie delle fibre di vetro attraverso la deposizione fisica da vapore o la deposizione chimica da vapore migliorata dal plasma, migliorando efficacemente la resistenza del legame interfacciale trafibre di vetroe la matrice. Rispetto ai tradizionali metodi di rivestimento con agente di collatura, il processo assistito da plasma può reagire con la superficie della fibra di vetro attraverso particelle di plasma ad alta energia a basse temperature, rimuovendo le impurità superficiali e introducendo gruppi attivi, migliorando l'affinità e la stabilità chimica delle fibre. Dopo il rivestimento con fibre di vetro trattate al plasma, non solo è possibile migliorare significativamente la resistenza del legame interfacciale, ma può anche fornire funzioni aggiuntive come la resistenza all'idrolisi, la resistenza ai raggi UV e la resistenza alle differenze di temperatura. Ad esempio, trattando la superficie della fibra di vetro con un processo al plasma a bassa temperatura e combinandolo con un agente di collatura organosiliconico è possibile formare un rivestimento resistente ai raggi UV e alle alte temperature, prolungando la durata del materiale composito. Studi hanno dimostrato che la resistenza alla trazione dei compositi in fibra di vetro rivestiti con metodi assistiti da plasma può essere aumentata di oltre il 25% e le loro prestazioni anti-invecchiamento sono significativamente migliorate in ambienti con temperatura e umidità variabili.

4. Ricerca sul processo di progettazione e preparazione di rivestimenti di agenti di dimensionamento reattivi intelligenti

I rivestimenti di collanti intelligenti e reattivi sono rivestimenti in grado di rispondere ai cambiamenti dell'ambiente esterno e sono ampiamente utilizzati in materiali intelligenti, sensori e materiali compositi autoriparanti. Progettando agenti di collanti con sensibilità ambientale a temperatura, umidità, pH, ecc., le fibre di vetro possono regolare automaticamente le loro proprietà superficiali in diverse condizioni, ottenendo così funzioni intelligenti. Gli agenti di collanti intelligenti e reattivi vengono solitamente ottenuti introducendo polimeri o molecole con funzioni specifiche, consentendo loro di modificare le loro proprietà fisico-chimiche sotto stimoli esterni, ottenendo così un effetto adattivo. Ad esempio, l'utilizzo di rivestimenti di collanti contenenti polimeri sensibili alla temperatura o polimeri sensibili al pH come la poli(N-isopropilacrilammide) può causare cambiamenti morfologici nelle fibre di vetro in caso di variazioni di temperatura o in ambienti acidi e alcalini, regolandone l'energia superficiale e la bagnabilità. Questi rivestimenti consentono alle fibre di vetro di mantenere un'adesione interfacciale e una durabilità ottimali in diversi ambienti di lavoro [27]. Studi hanno dimostrato checompositi in fibra di vetrol'utilizzo di rivestimenti intelligenti e reattivi mantiene una resistenza alla trazione stabile anche in caso di variazioni di temperatura e presenta un'eccellente resistenza alla corrosione in ambienti acidi e alcalini.