提示词描述

原材料：E-51环氧树脂（环氧值0.51 eq/100g，工业级），固化剂甲基四氢苯酐（MTHPA，工业级），促进剂2-乙基-4-甲基咪唑（EMI-2,4，分析纯），连续玄武岩纤维（直径13μm，拉伸强度≥3500MPa，模量≥90GPa），硅烷偶联剂KH-560（分析纯），无水乙醇（分析纯）。 初步准备：将玄武岩纤维切割成10cm短纤维，浸泡在无水乙醇中30min以去除油污，在80℃烘箱中干燥2h以去除水分，密封备用。 纤维表面改性：采用单因素变量实验优化KH-560。关键参数为偶联剂浓度（体积百分比1%、3%、5%、7%），改性温度（40℃、60℃、80℃）和改性时间（1h、2h、3h）。实施过程如下：根据浓度配制KH-560乙醇溶液，超声分散10min。将预处理的纤维置于溶液中，并在设定温度下以100r/min搅拌。反应后，用无水乙醇洗涤纤维三次，在100℃烘箱中干燥3h，密封保存。使用FT-IR进行表征以分析官能团，使用SEM观察形态，并使用接触角测量仪测试亲水性/疏水性。 复合材料制备：环氧树脂与固化剂的质量比为100:80，促进剂的用量为环氧树脂质量的2%，纤维含量为10wt%-25wt%。采用正交实验L₁₆(4³)进行工艺优化。影响因素为纤维含量（10wt%、15wt%、20wt%、25wt%），固化温度（60℃、70℃、80℃、90℃）和固化时间（2h、3h、4h、5h）。评价指标为拉伸强度和冲击强度。制备过程如下：按照配方称量材料，并在60℃油浴中搅拌30min以制备树脂基体。根据含量加入改性纤维，并以300r/min的转速机械搅拌20min，然后超声分散15min。将混合物倒入涂有脱模剂的模具（150mm×100mm×4mm）中，并在热压机中按照设定的条件在5MPa压力下固化。冷却脱模后，得到空白材料。按照标准加工拉伸、冲击和弯曲试样，去除毛刺和缺陷。 性能测试：对于机械性能，每组测试5个试样并取平均值。使用万能试验机按照GB/T1447-2005测试拉伸性能。使用简支梁冲击试验机按照GB/T1451-2005测试冲击性能（冲击能量5J）。使用弯曲试验机按照GB/T1449-2005测试弯曲性能。微观结构分析：使用SEM观察纤维表面粗糙度和界面结合。使用FT-IR测试4000-400cm⁻¹的波数。使用TGA在30-800℃的氮气气氛中测试老化损伤。 耐老化测试：处理方法包括在100℃下进行热老化，时间梯度为0h、200h、400h、600h、800h和1000h，以及在85℃和85%相对湿度下进行湿热老化，时间梯度相同。