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1. Desarrollo y aplicación de tecnología de recubrimiento de precisión con agente de encolado a escala nanométrica

La tecnología de recubrimiento de precisión con agente de dimensionamiento a escala nanométrica, como tecnología de vanguardia, desempeña un papel crucial en la mejora de larendimiento de las fibras de vidrioLos nanomateriales, gracias a su gran área superficial específica, su fuerte actividad superficial y sus excelentes propiedades fisicoquímicas, pueden mejorar significativamente la compatibilidad entre el agente de encolado y la superficie de la fibra de vidrio, mejorando así su resistencia de unión interfacial. Mediante el recubrimiento con agentes de encolado a escala nanométrica, se puede formar un recubrimiento uniforme y estable sobre la superficie de la fibra de vidrio, lo que refuerza la adhesión entre la fibra y la matriz, mejorando así significativamente las propiedades mecánicas del material compuesto. En aplicaciones prácticas, se utilizan procesos avanzados como el método sol-gel, la pulverización y la inmersión para el recubrimiento con agentes de encolado a escala nanométrica, garantizando así la uniformidad y la adhesión del recubrimiento. Por ejemplo, al aplicar uniformemente un agente de encolado que contiene nanosilano o nanotitanio sobre la superficie de la fibra de vidrio mediante el método sol-gel, se forma una película de SiO₂ a escala nanométrica sobre la superficie de la fibra de vidrio, lo que aumenta significativamente su energía superficial y afinidad, y mejora su resistencia de unión con la matriz de resina.

2. Diseño optimizado de formulaciones de agentes de encolado sinérgicos multicomponentes

Al combinar múltiples componentes funcionales, el agente de encolado puede formar un recubrimiento funcional compuesto sobre la superficie de la fibra de vidrio, satisfaciendo así las necesidades específicas de los materiales compuestos de fibra de vidrio en diferentes campos de aplicación. Los agentes de encolado multicomponente no solo mejoran la resistencia de la unión entre las fibras de vidrio y la matriz, sino que también les otorgan diversas propiedades, como resistencia a la corrosión, a los rayos UV y a los cambios de temperatura. En términos de diseño optimizado, se suelen seleccionar componentes con diferentes actividades químicas, logrando un efecto sinérgico mediante proporciones razonables. Por ejemplo, una mezcla de silano bifuncional y polímeros como el poliuretano y la resina epoxi puede formar una estructura reticulada mediante reacciones químicas durante el proceso de recubrimiento, mejorando significativamente la adhesión entre la fibra de vidrio y la matriz. Para necesidades especiales en entornos extremos que requieren resistencia a la temperatura y a la corrosión, se puede añadir una cantidad adecuada de nanopartículas cerámicas resistentes a altas temperaturas o sales metálicas resistentes a la corrosión para mejorar aún más el rendimiento general del material compuesto.

3. Innovación y avances en el proceso de recubrimiento con agente de encolado asistido por plasma

El proceso de recubrimiento con agente de encolado asistido por plasma, como una nueva tecnología de modificación de superficie, forma un recubrimiento uniforme y denso en la superficie de las fibras de vidrio a través de deposición física de vapor o deposición química de vapor mejorada con plasma, mejorando efectivamente la resistencia de unión interfacial entrefibras de vidrioy la matriz. En comparación con los métodos tradicionales de recubrimiento con agente de encolado, el proceso asistido por plasma puede reaccionar con la superficie de la fibra de vidrio mediante partículas de plasma de alta energía a bajas temperaturas, eliminando impurezas superficiales e introduciendo grupos activos, mejorando así la afinidad y la estabilidad química de las fibras. Tras el recubrimiento con fibras de vidrio tratadas con plasma, no solo se mejora significativamente la resistencia de la unión interfacial, sino que también se pueden obtener funciones adicionales como la resistencia a la hidrólisis, la resistencia a los rayos UV y la resistencia a las diferencias de temperatura. Por ejemplo, el tratamiento de la superficie de la fibra de vidrio con un proceso de plasma a baja temperatura y su combinación con un agente de encolado de organosilicio permite formar un recubrimiento resistente a los rayos UV y a las altas temperaturas, lo que prolonga la vida útil del material compuesto. Diversos estudios han demostrado que la resistencia a la tracción de los compuestos de fibra de vidrio recubiertos con métodos asistidos por plasma puede aumentarse en más de un 25 %, y su rendimiento antienvejecimiento mejora significativamente en entornos con temperaturas y humedades variables.

4. Investigación sobre el proceso de diseño y preparación de recubrimientos de agentes de encolado inteligentes y responsivos

Los recubrimientos de agente de encolado con capacidad de respuesta inteligente son recubrimientos que pueden responder a los cambios en el entorno externo y se utilizan ampliamente en materiales inteligentes, sensores y materiales compuestos autorreparables. Al diseñar agentes de encolado con sensibilidad ambiental a la temperatura, la humedad, el pH, etc., las fibras de vidrio pueden ajustar automáticamente sus propiedades superficiales en diferentes condiciones, logrando así funciones inteligentes. Los agentes de encolado con capacidad de respuesta inteligente se logran generalmente mediante la introducción de polímeros o moléculas con funciones específicas, lo que les permite cambiar sus propiedades fisicoquímicas bajo estímulos externos, logrando así un efecto adaptativo. Por ejemplo, el uso de recubrimientos de agente de encolado que contienen polímeros sensibles a la temperatura o al pH, como la poli(N-isopropilacrilamida), puede provocar que las fibras de vidrio experimenten cambios morfológicos ante cambios de temperatura o entornos ácidos y alcalinos, ajustando su energía superficial y humectabilidad. Estos recubrimientos permiten que las fibras de vidrio mantengan una adhesión y durabilidad interfacial óptimas en diferentes entornos de trabajo [27]. Estudios han demostrado quecompuestos de fibra de vidrioEl uso de recubrimientos inteligentes y sensibles mantiene una resistencia a la tracción estable bajo cambios de temperatura y exhibe una excelente resistencia a la corrosión en ambientes ácidos y alcalinos.