Descripción del prompt

Materias primas: Resina epoxi E-51 (valor epoxi 0.51 eq/100g, grado industrial), agente de curado anhídrido metiltetrahidroftálico (MTHPA, grado industrial), acelerador 2-etil-4-metilimidazol (EMI-2,4, grado analítico), fibra de basalto continua (diámetro 13μm, resistencia a la tracción ≥3500MPa, módulo ≥90GPa), agente de acoplamiento silano KH-560 (grado analítico), etanol anhidro (grado analítico). Preparación preliminar: Las fibras de basalto se cortaron en fibras cortas de 10 cm, se remojaron en etanol anhidro durante 30 min para eliminar el aceite, se secaron en un horno a 80 ℃ durante 2 h para eliminar la humedad y se sellaron para su uso posterior. Modificación de la superficie de la fibra: Se utilizó un experimento de variable de un solo factor para optimizar KH-560. Los parámetros clave fueron la concentración del agente de acoplamiento (1%, 3%, 5%, 7% en volumen), la temperatura de modificación (40 ℃, 60 ℃, 80 ℃) y el tiempo de modificación (1 h, 2 h, 3 h). El proceso de implementación fue el siguiente: se preparó una solución de etanol KH-560 de acuerdo con la concentración y se dispersó ultrasónicamente durante 10 min. Las fibras pretratadas se colocaron en la solución y se agitaron a 100 r/min a la temperatura establecida. Después de la reacción, las fibras se lavaron tres veces con etanol anhidro, se secaron en un horno a 100 ℃ durante 3 h y se sellaron para su conservación. La caracterización se realizó utilizando FT-IR para analizar los grupos funcionales, SEM para observar la morfología y un instrumento de medición de ángulo de contacto para probar la hidrofilicidad/hidrofobicidad. Preparación del material compuesto: La relación de masa de resina epoxi a agente de curado fue de 100:80, la cantidad de acelerador fue del 2% de la masa de resina epoxi y el contenido de fibra fue del 10% en peso al 25% en peso. Se utilizó el experimento ortogonal L₁₆(4³) para la optimización del proceso. Los factores influyentes fueron el contenido de fibra (10% en peso, 15% en peso, 20% en peso, 25% en peso), la temperatura de curado (60 ℃, 70 ℃, 80 ℃, 90 ℃) y el tiempo de curado (2 h, 3 h, 4 h, 5 h). Los índices de evaluación fueron la resistencia a la tracción y la resistencia al impacto. El proceso de preparación fue el siguiente: los materiales se pesaron de acuerdo con la fórmula y se mezclaron agitando en un baño de aceite a 60 ℃ durante 30 min para preparar la matriz de resina. Las fibras modificadas se añadieron de acuerdo con el contenido y se agitaron mecánicamente a 300 r/min durante 20 min, seguido de dispersión ultrasónica durante 15 min. La mezcla se vertió en un molde recubierto con agente desmoldeante (150 mm × 100 mm × 4 mm) y se curó bajo una presión de 5 MPa en una prensa caliente de acuerdo con las condiciones establecidas. Después del enfriamiento y el desmoldeo, se obtuvo el material en bruto. Los especímenes de tracción, impacto y flexión se procesaron de acuerdo con las normas para eliminar rebabas y defectos. Pruebas de rendimiento: Para las propiedades mecánicas, se probaron 5 especímenes en cada grupo y se tomó el valor promedio. Las propiedades de tracción se probaron de acuerdo con GB/T1447-2005 utilizando una máquina de pruebas universal. Las propiedades de impacto se probaron de acuerdo con GB/T1451-2005 utilizando una máquina de pruebas de impacto de viga simplemente apoyada (energía de impacto 5J). Las propiedades de flexión se probaron de acuerdo con GB/T1449-2005 utilizando una máquina de pruebas de flexión. Análisis de microestructura: Se utilizó SEM para observar la rugosidad de la superficie de la fibra y la unión interfacial. Se utilizó FT-