1、Polymer Composites界面的形成與作用機(jī)理化學(xué)鍵理論（偶聯(lián)理論） 偶聯(lián)劑分子至少有含有兩種官能團(tuán)，一種官能團(tuán)可與增強(qiáng)材料反應(yīng)，另一種可與基體反應(yīng)（參與固化反應(yīng)）。通過偶聯(lián)劑的作用，將增強(qiáng)材料與樹脂基體通過共價(jià)鍵牢固地連接在一起。 該理論不能解釋許多未使用偶聯(lián)劑或偶聯(lián)劑不與增強(qiáng)材料、基體反應(yīng)的復(fù)合材料體系。擴(kuò)散理論（增強(qiáng)材料為有機(jī)纖維） 兩相高聚物相互溶解、擴(kuò)散 高聚物之間的粘接作用與其自粘作用（同種分子間的擴(kuò)散）一樣，也是高聚物分子鍵與鏈段的相互擴(kuò)散（不同分子）引起的，由此產(chǎn)生強(qiáng)大的粘接力。界面的形成與作用機(jī)理電子靜電理論 金屬晶體-增強(qiáng)材料可看成一個(gè)電容器，二者各為一極板，相互

2、接觸而使電容器充電，形成雙電層，產(chǎn)生靜電引力，使基體育增強(qiáng)材料粘接在一起。 該理論不能解釋屬性相近的聚合物也能牢固粘接，因?yàn)榉菢O性聚合物之間是不能粘接的。機(jī)械聯(lián)結(jié)理論 基體與增強(qiáng)物的粘接為機(jī)械粘接作用。首先液態(tài)基體滲入增強(qiáng)物的空隙中，然后基體凝固或固化而機(jī)械的鑲嵌在增強(qiáng)物表面，產(chǎn)生機(jī)械結(jié)合力。界面的形成與作用機(jī)理變形層理論 偶聯(lián)劑涂層是一種柔性層或變形層，能提供具有“自愈能力”的化學(xué)鍵。在外載作用下，處于不斷形成與斷裂的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，起到均勻傳遞應(yīng)力，減弱界面應(yīng)力的作用，從而提高基體與增強(qiáng)物的粘接性能。優(yōu)先吸附理論 增強(qiáng)物優(yōu)先吸附樹脂中的不同成分（助劑），使界面層結(jié)構(gòu)與性能具有梯度變化，有利于

3、消除應(yīng)力，改善復(fù)合材料性能。界面的形成與作用機(jī)理影響界面的粘合強(qiáng)度的因素纖維表面晶體大小及比表面積晶體增大，模量增高，表面更光滑，惰性增加，粘合強(qiáng)度下降；比表面積增加，界面增大，粘合強(qiáng)度提高。浸潤(rùn)性浸潤(rùn)性增加，空隙率減小，雜質(zhì)少，粘合強(qiáng)度增加界面反應(yīng)性（與層剪強(qiáng)度有關(guān)）反應(yīng)性增加，強(qiáng)度增加殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力增加，界面強(qiáng)度降低 熱膨脹系數(shù)不同引起熱引力； 樹脂固化體積收縮引起的內(nèi)應(yīng)力界面破壞機(jī)理 在復(fù)合材料中，受外力作用時(shí)，基體中會(huì)產(chǎn)生微裂紋，并由基體逐漸擴(kuò)展到纖維表面，使纖維脫粘（或拔出），甚至斷裂。 界面存在物理鍵（即范德華力）和化學(xué)鍵。其中化學(xué)鍵是主要的，界面破壞時(shí)，二種鍵均受到破壞。弱界面

4、：韌性破壞（纖維脫粘或拔出）強(qiáng)界面：脆性破壞（纖維斷裂）三、水對(duì)復(fù)合材料及界面的破壞作用水的浸入（通過擴(kuò)散作用進(jìn)入界面）水對(duì)玻纖的腐蝕 水溶解玻纖表面堿金屬氧化物，溶液呈堿性，并加劇玻纖表面腐蝕破壞，最后導(dǎo)致玻纖SiO2骨架破壞，玻纖強(qiáng)度降低，復(fù)合材料性能下降。從樹脂宏觀裂紋進(jìn)入（有化學(xué)應(yīng)力和熱應(yīng)力產(chǎn)生裂紋）；樹脂內(nèi)存在的雜質(zhì)（水溶性雜質(zhì)）；復(fù)合材料成型中在材料內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡三、水對(duì)復(fù)合材料及界面的破壞作用水對(duì)樹脂的降解物理效應(yīng)（可逆）：破壞樹脂內(nèi)氫鍵或其他次價(jià)鍵，使樹脂增塑，熱機(jī)械性能下降；化學(xué)效應(yīng)（不可逆）：與樹脂內(nèi)化學(xué)鍵發(fā)生化學(xué)作用，樹脂降解水溶脹樹脂導(dǎo)致界面破壞 樹脂溶脹，在界面上產(chǎn)生剪應(yīng)力。當(dāng)剪應(yīng)力大于界面粘接力時(shí)，界面破壞。三、水對(duì)復(fù)合材料及界面的破壞作用水進(jìn)入孔隙產(chǎn)生滲透壓導(dǎo)致界面破壞 水進(jìn)入孔隙，溶解雜質(zhì)，濃度增加，滲透壓增加，一定溫度、時(shí)間時(shí)，滲透壓大于粘接力，導(dǎo)致界面破