玻璃纖維網(wǎng)格布在浸膠過程中，膠液在纖維表面的潤濕鋪展和纖維束內(nèi)部的滲透是影響浸膠量的關(guān)鍵因素。浸膠量過低，會導(dǎo)致纖維與基體界面結(jié)合力不足，難以充分發(fā)揮增強作用；浸膠量過高，膠液易在纖維表面形成厚涂層，導(dǎo)致網(wǎng)格布硬化、脆化，耐堿性下降。

浸膠過程中，膠液黏度、表面張力、浸膠時間、浸膠次數(shù)等工藝參數(shù)都會影響浸膠量。膠液黏度低，易滲透纖維束內(nèi)部，但容易滴落，不易控制浸膠量；膠液表面張力低，潤濕鋪展性能好，但滲透能力差。浸膠時間長，膠液滲透充分，但易造成局部過量浸膠；浸膠次數(shù)多，膠液分布均勻，但成本高，效率低。

此外，玻璃纖維網(wǎng)格布表面的化學(xué)性質(zhì)和形貌結(jié)構(gòu)對浸膠量也有顯著影響。纖維表面能低，與膠液親和力差，浸膠量低；纖維表面粗糙，比表面積大，利于膠液吸附，但纖維間空隙小，不利于膠液滲透。因此，如何通過優(yōu)化浸膠工藝和纖維表面改性，在浸膠充分性與膠液分布均勻性之間尋求平衡，控制浸膠量在最佳范圍內(nèi)，是玻璃纖維網(wǎng)格布浸膠量控制需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

一種耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布浸膠量控制方法：

獲取玻璃纖維網(wǎng)格布的表面形貌結(jié)構(gòu)參數(shù)和化學(xué)性質(zhì)參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的浸膠工藝參數(shù)閾值，判斷纖維表面的浸潤性和親和力，確定初始浸膠量范圍；在玻璃纖維網(wǎng)格布表面進(jìn)行等離子體處理，引入親水性基團(tuán)，提高纖維表面能，增強與膠液的親和力，在低浸膠量的情況下實現(xiàn)高浸膠充分性；根據(jù)玻璃纖維網(wǎng)格布的纖維直徑、纖維間距等結(jié)構(gòu)參數(shù)，采用有限元分析方法，模擬不同浸膠量下膠液在纖維表面的鋪展?fàn)顟B(tài)和纖維束內(nèi)部的滲透深度，獲得浸膠量與浸膠充分性的定量關(guān)系；基于上述浸膠量與浸膠充分性的定量關(guān)系，通過改變膠液配方中的助劑種類和用量，調(diào)控膠液的黏度和表面張力，獲得不同浸膠量下膠液分布均勻性的變化規(guī)律，結(jié)合浸膠充分性的要求，確定最佳膠液配方，膠液分布均勻性通過光學(xué)顯微鏡觀察和圖像分析軟件定量計算膠液在纖維表面的覆蓋率和厚度分布來描述；針對確定的最佳膠液配方和不同浸膠量，采用正交試驗設(shè)計方法，優(yōu)化浸膠時間、浸膠次數(shù)等工藝參數(shù)，通過拉伸強度、耐堿性、彎曲強度、剪切強度性能測試，篩選出浸膠量與工藝參數(shù)的最佳匹配方案；采用數(shù)值模擬與機器學(xué)習(xí)相結(jié)合的方法，建立浸膠量、膠液性能、纖維表面性質(zhì)、浸膠工藝參數(shù)與浸膠效果之間的非線性預(yù)測模型，通過優(yōu)化算法尋找各參數(shù)的最優(yōu)組合，指導(dǎo)浸膠量的精確控制，浸膠效果包括浸膠充分性、膠液分布均勻性、纖維束內(nèi)部滲透深度和最終復(fù)合材料的力學(xué)性能指標(biāo)；在實際生產(chǎn)中，根據(jù)預(yù)測模型設(shè)定浸膠量和工藝參數(shù)，通過在線監(jiān)測膠液黏度、表面張力等參數(shù)，并結(jié)合機器視覺對浸膠后網(wǎng)格布表面形貌的檢測，實現(xiàn)浸膠量的實時反饋控制，確保浸膠質(zhì)量的穩(wěn)定性。

基于上述浸膠量與浸膠充分性的定量關(guān)系，通過改變膠液配方中的助劑種類和用量，調(diào)控膠液的黏度和表面張力，獲得不同浸膠量下膠液分布均勻性的變化規(guī)律，結(jié)合浸膠充分性的要求，確定最佳膠液配方。膠液分布均勻性通過光學(xué)顯微鏡觀察和圖像分析軟件定量計算膠液在纖維表面的覆蓋率和厚度分布來描述。

根據(jù)預(yù)設(shè)的膠液配方，獲取多組不同助劑種類和用量的膠液樣本，測量各樣本的黏度和表面張力參數(shù)，得到助劑參數(shù)與膠液物性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律。針對不同浸膠量，采用光學(xué)顯微鏡觀察多個膠液樣本在纖維表面的分布情況，通過圖像分析軟件計算膠液覆蓋率和厚度分布參數(shù)，建立浸膠量與膠液分布均勻性的定量關(guān)系模型。根據(jù)浸膠充分性的目標(biāo)要求，確定膠液覆蓋率和厚度分布的合格范圍，將其作為約束條件，結(jié)合浸膠量與分布均勻性模型，通過優(yōu)化算法求解滿足約束的最佳浸膠量。根據(jù)最佳浸膠量，結(jié)合助劑參數(shù)與膠液物性參數(shù)關(guān)聯(lián)規(guī)律，采用機器學(xué)習(xí)算法，如支持向量機或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立膠液配方優(yōu)化模型，用于預(yù)測和優(yōu)選最佳膠液配方。針對優(yōu)選的膠液配方，進(jìn)行驗證實驗，采用光學(xué)顯微鏡觀察和圖像分析軟件計算膠液覆蓋率和厚度分布，判斷其是否滿足浸膠充分性要求。若滿足要求，則確定該配方為最佳膠液配方；若不滿足要求，則返回步驟4，調(diào)整優(yōu)化模型或約束條件，重新優(yōu)選配方，直至滿足要求為止。根據(jù)最佳膠液配方，配制適量膠液，用于后續(xù)纖維浸膠工藝，以保證浸膠質(zhì)量和效率，提高纖維增強復(fù)合材料的性能穩(wěn)定性。

根據(jù)預(yù)設(shè)的膠液配方，獲取10組不同助劑種類(如分散劑、增粘劑等)和用量(1%~0%)的膠液樣本，采用旋轉(zhuǎn)粘度計和張力儀測量各樣本的黏度(500~2000 mPa·s)和表面張力(20~50 mN/m)參數(shù)，通過多元線性回歸分析得到助劑參數(shù)與膠液物性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律，建立定量預(yù)測模型。針對不同浸膠量(50~200 g/m2)，采用光學(xué)顯微鏡觀察20個膠液樣本在碳纖維表面的分布情況，通過圖像分析軟件ImageJ計算膠液覆蓋率(80%~100%)和厚度分布參數(shù)(變異系數(shù)1~3)，采用二次多項式擬合建立浸膠量與膠液分布均勻性的定量關(guān)系模型。根據(jù)浸膠充分性的目標(biāo)要求，確定膠液覆蓋率≥95%，厚度分布變異系數(shù)≤2的合格范圍，將其作為約束條件，結(jié)合浸膠量與分布均勻性模型，通過遺傳算法求解滿足約束的最佳浸膠量為120 g/m2。根據(jù)最佳浸膠量，結(jié)合助劑參數(shù)與膠液物性參數(shù)關(guān)聯(lián)規(guī)律，采用支持向量機算法，建立膠液配方優(yōu)化模型，通過網(wǎng)格搜索和交叉驗證，優(yōu)選出最佳膠液配方(分散劑5%，增粘劑3%，其他組分不變)。針對優(yōu)選的膠液配方，進(jìn)行3次重復(fù)驗證實驗，采用光學(xué)顯微鏡觀察和ImageJ軟件計算膠液覆蓋率(97%±1%)和厚度分布變異系數(shù)(18±02)，滿足浸膠充分性要求，確定該配方為最佳膠液配方。根據(jù)最佳膠液配方，配制2 kg膠液，用于后續(xù)碳纖維浸膠工藝，提高復(fù)合材料的界面性能和力學(xué)性能穩(wěn)定性。

根據(jù)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)和質(zhì)量檢測結(jié)果，建立浸膠工藝參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量之間的預(yù)測模型，采用支持向量機算法進(jìn)行訓(xùn)練，設(shè)定浸膠時間為10秒、浸膠速度為5米/秒、膠液溫度為25℃作為初始工藝參數(shù)。在生產(chǎn)線上安裝黏度計和張力計等在線傳感器，每隔1秒采集一次膠液黏度和表面張力數(shù)據(jù)，通過卡爾曼濾波算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，實時監(jiān)測膠液性能變化。利用高速工業(yè)相機和線結(jié)構(gòu)光對浸膠后網(wǎng)格布表面進(jìn)行掃描，獲取表面三維形貌圖像，提取表面粗糙度、高度分布等特征參數(shù)，通過閾值分割算法判斷浸膠量是否均勻一致。將膠液性能數(shù)據(jù)和表面形貌特征輸入到預(yù)測模型中，基于模型輸出結(jié)果，采用PID控制算法動態(tài)調(diào)整浸膠時間、速度和溫度等工藝參數(shù)，實現(xiàn)浸膠量的在線反饋控制，控制精度達(dá)到±1克/平方米。設(shè)定膠液黏度和表面張力的預(yù)警閾值，當(dāng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)超出閾值范圍±5%時，或表面形貌特征的均勻度指標(biāo)低于90%時，觸發(fā)預(yù)警信號，通過模糊控制算法自動調(diào)整工藝參數(shù)，確保浸膠質(zhì)量符合要求。采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，通過相關(guān)性分析確定膠液性能和表面形貌特征與產(chǎn)品質(zhì)量之間的關(guān)鍵影響因素，利用遺傳算法優(yōu)化預(yù)測模型和工藝參數(shù)，提高浸膠控制的精度和穩(wěn)定性。每周對在線傳感器進(jìn)行標(biāo)定，每月對機器視覺系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為浸膠質(zhì)量控制提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。