1、1,第8章 復(fù)合材料的界面,2,8.1 復(fù)合材料概述,復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的不同材料通過(guò)一定工藝制成的多相材料，并具有與原組成材料不同的新的性能。 包括三層意義： 它是一種多相材料，包含兩種或兩種以上物理上不同并可用機(jī)械方法分離的材料。 它可以在人為控制下以某種工藝將幾種分離的不同材料混合在一起，形成復(fù)合材料。 它的性能應(yīng)優(yōu)于各單獨(dú)的組分材料，在某些方面可能具有組分材料沒(méi)有的獨(dú)特性能。,3,復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)： 基體相 增強(qiáng)劑相 相與相之間存在界面。 復(fù)合材料按基體分類(lèi) 聚合物基復(fù)合材料 熱塑性聚合物基：PP、PE、尼龍、PVC 熱固性聚合物基：不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等 金屬基復(fù)合材

2、料 無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料： 陶瓷基、水泥基、玻璃基,4,復(fù)合材料的特性,(1). 輕質(zhì)高強(qiáng),復(fù)合材料的密度低，在1.42.0之間，約為鋼的1/5，鋁的1/2，因而其比強(qiáng)度（抗張強(qiáng)度與密度的比）、比模量（彈性模量與密度的比）比鋼、鋁合金高，如高模量碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料的比強(qiáng)度為鋼的5倍，鋁合金的4倍。其比模量是鋼、鋁、鈦的4倍。輕質(zhì)高強(qiáng)是復(fù)合材料適宜用作航空、航天材料的寶貴性能。,5,一些常用材料及纖維復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量,6,復(fù)合材料的特性,(2). 電性能好,聚合物基復(fù)合材料的電絕緣性、高頻介電性能、微波透過(guò)性好，適宜用作電機(jī)儀表零件、雷達(dá)罩等。,7,復(fù)合材料的特性,（3） 耐腐蝕性能和

3、熱穩(wěn)定性能好,耐海水、耐酸、堿、鹽和有機(jī)溶劑，適宜用作化工機(jī)械零部件、管道、貯槽、漁船等 ；導(dǎo)熱系數(shù)低，是優(yōu)良的絕熱材料。聚合物基復(fù)合材料的耐燒蝕性能優(yōu)良，能保護(hù)飛行器重返大氣層免受2000以上的高溫、高速氣流損害。高性能復(fù)合材料可設(shè)計(jì)成熱膨脹系數(shù)為零、能在高低溫的交替中保持良好的尺寸穩(wěn)定性材料。,8,復(fù)合材料的特性,（4）性能的可設(shè)計(jì)性及材料與結(jié)構(gòu)的一致性,復(fù)合材料的性能除由纖維、樹(shù)脂的種類(lèi)及含量決定外，還與纖維的排列方向、鋪層次序和層數(shù)有關(guān)，因此可以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)，做到安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。 在制造復(fù)合材料的同時(shí)，也就得到了制品，可一次成型。這一特點(diǎn)使得復(fù)合材料制品的零部件數(shù)目可明顯減少，避免了接

4、頭過(guò)多，降低了應(yīng)力集中。同時(shí)，也相應(yīng)減輕了零部件的重量，減少了制造工序和加工量，縮短加工周期，降低生產(chǎn)成本。,9,復(fù)合材料的特性,（5）界面結(jié)合性差，層間剪切強(qiáng)度低,聚合物基復(fù)合材料也存在一些缺點(diǎn)和問(wèn)題，如工藝穩(wěn)定性較差，材料性能分散性大，耐高溫和環(huán)境老化性不好等。 此外，由于復(fù)合材料是由性能遽然不同的兩種材料構(gòu)成，因而界面的相容性和結(jié)合力差，使得復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度、橫向強(qiáng)度都不夠理想。因此，常常要對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行界面改性來(lái)提高復(fù)合材料的性能。 也正是對(duì)復(fù)合材料存在的問(wèn)題的研究解決，推動(dòng)著復(fù)合材料科學(xué)的發(fā)展。,10,8.2. 聚合物基復(fù)合材料,聚合物可分為熱固性樹(shù)脂和熱塑性樹(shù)脂，相應(yīng)地，聚合

5、物基復(fù)合材料也可分為熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料和熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料。 用作復(fù)合材料基體的熱塑性樹(shù)脂有聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚酰亞胺等熱塑性高分子材料。 用作復(fù)合材料基體的熱固性樹(shù)脂最主要的是不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂，其它還有脲醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂等。其中最主要，應(yīng)用最廣泛的是不飽和聚酯、環(huán)氧和酚醛三大熱固性樹(shù)脂。,11,8.2.1 不飽和聚酯 不飽和聚酯樹(shù)脂是由飽和二元酸(或酸酐)，不飽和二元酸（或酸酐）與多元醇縮聚而成的聚酯在乙烯基單體（如苯乙烯）中的溶液。,12,飽和二元酸或酸酐： 不飽和二元酸或酸酐,13,多元醇 交聯(lián)劑,14,然后，在引發(fā)劑的存在下，不飽和聚酯中的雙鍵與苯

6、乙烯發(fā)生自由基共聚反應(yīng)，交聯(lián)成三元網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),首先，多元酸（酸酐）與多元醇縮聚，形成分子量不很大的、主鏈含有雙鍵的不飽和聚酯：,調(diào)節(jié)飽和二元酸和不飽和二元酸的比例，可以控制不飽和聚酯中雙鍵的含量,15,過(guò)氧化物引發(fā)劑： BPO 過(guò)氧化甲乙酮 過(guò)氧化環(huán)己酮 氧化還原引發(fā)體系：促進(jìn)劑，可使之在室溫下固化 BPON，N-二甲基苯胺 過(guò)氧化甲乙酮-環(huán)烷酸鈷 過(guò)氧化環(huán)己酮-環(huán)烷酸鈷 不飽和聚酯樹(shù)脂是復(fù)合材料中用量最大的基體樹(shù)脂,人造大理石、瑪瑙,艦船,座椅,16,8.2.2 環(huán)氧樹(shù)脂,環(huán)氧樹(shù)脂是指分子結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)或2個(gè)以上環(huán)氧基的化合物。環(huán)氧基可在分子鏈末端，也可在分子鏈的中間。 分子鏈中引入環(huán)氧基一般

7、有兩種方法，一種是由含活潑氫的化合物如酚類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)、胺類(lèi)與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，然后在堿的作用下閉環(huán)，引入環(huán)氧基：,17,縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂,縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂,縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂,18,另一種引入環(huán)氧基的方法是用過(guò)醋酸或過(guò)氧化氫對(duì)帶雙鍵的化合物進(jìn)行環(huán)氧化：,工業(yè)上大量使用的是縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂，其中，又以二酚基丙烷（雙酚A）與環(huán)氧氯丙烷合成的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂最為重要,19,環(huán)氧樹(shù)脂的固化,反應(yīng)性固化劑：與環(huán)氧分子進(jìn)行加成反應(yīng)，并通過(guò)逐步反應(yīng)歷程交聯(lián)成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 脂肪族多元胺、芳香胺、多元酸等 催化性固化劑：引發(fā)環(huán)氧基按陽(yáng)離子或陰離子聚合的歷程進(jìn)行固化反應(yīng) 叔胺、三氟化硼等,20

8、,脂肪族多元胺固化原理,胺基上的活潑氫可與環(huán)氧基發(fā)生如下的反應(yīng)：,21,常用的脂肪胺固化劑,H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2 二乙烯三胺 H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2 三乙烯四胺 H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2 四乙烯五胺 H2N(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2 多乙烯多胺,22,8.2.3 酚醛樹(shù)脂,由酚類(lèi)和醛類(lèi)合成的樹(shù)脂。酚類(lèi)一般是苯酚，醛類(lèi)主要是甲醛。 熱固性酚醛樹(shù)脂：以堿為催化劑，甲醛/苯酚摩爾比大于1，反應(yīng)到一定階段停止，加熱固化。 熱塑性酚醛樹(shù)脂：以酸為催化劑，甲醛/苯酚摩爾比小于1，加入六次甲基

9、四胺等固化劑才能固化。,23,反應(yīng)原理：第一步甲醛與苯酚加成生成羥甲基苯酚,苯酚的酚羥基鄰對(duì)位上有三個(gè)活潑氫，其官能度為3，甲醛的官能度為2，苯酚與甲醛的反應(yīng)是3-2官能度的反應(yīng)，只要有足夠量的甲醛，就能交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在堿性條件下反應(yīng)比較溫和，可控制反應(yīng)到某一程度將反應(yīng)溫度降低下來(lái)，使反應(yīng)停止。但是，體系中仍存在可進(jìn)一步反應(yīng)的活性官能團(tuán)，在一定條件下還可以繼續(xù)反應(yīng)，所以，熱固性酚醛樹(shù)脂只要加熱或加酸，就能夠固化。,24,第二步羥甲基與苯酚鄰對(duì)位氫脫水縮合,或羥甲基與羥甲基縮合成醚鍵，再在加熱下脫去甲醛成次甲基,25,堿催化下第二步羥甲基縮合反應(yīng)較慢，羥甲基可穩(wěn)定存在，因此在以后加熱時(shí)，羥甲

10、基可繼續(xù)反應(yīng)，固化成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 酸催化下，羥甲基的縮合反應(yīng)迅速，生成的羥甲基立即縮合，但因苯酚過(guò)量，甲醛消耗完反應(yīng)終止。以后再加入甲醛或固化劑，反應(yīng)繼續(xù)，固化成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 酚醛樹(shù)脂固化反應(yīng)有小分子放出，所以固化在加熱、加壓下進(jìn)行。,26,三種樹(shù)脂基體的比較,不飽和聚酯：用量最大，玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱(chēng)玻璃鋼）制品所用的樹(shù)脂，主要是不飽和聚酯樹(shù)脂。用于座椅、船舶、人造大理石等等。 環(huán)氧樹(shù)脂: 與碳纖維等復(fù)合，界面結(jié)合好，收縮率??；但體系粘度大，工藝性差。用于高檔制品，如航空航天材料。 酚醛樹(shù)脂：耐熱性突出，但固化時(shí)有小分子放出，需加壓成型，增加了成本。用于電木，耐燒蝕的碳碳復(fù)合材料（殘?zhí)悸矢摺⑹?/p>

11、墨化結(jié)構(gòu)）,27,8.3 增強(qiáng)材料,凡能提高基體材料機(jī)械強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)性能的材料稱(chēng)為增強(qiáng)材料。增強(qiáng)材料不僅能提高復(fù)合材料的強(qiáng)度和彈性模量，而且能降低收縮率，提高熱變形溫度，并在熱、電、磁等方面賦予復(fù)合材料新的性能。 纖維增強(qiáng)材料： 玻璃纖維、碳纖維、有機(jī)纖維，無(wú)機(jī)纖維； 連續(xù)長(zhǎng)纖維、短切纖維、編織纖維、纖維氈； 纖維增強(qiáng)材料是應(yīng)用最廣泛的增強(qiáng)材料，例如玻璃纖維，碳纖維，有機(jī)纖維等。 硼纖維、碳化硅纖維等是高性能的新型無(wú)機(jī)纖維。硼纖維具有較低的密度、較高的強(qiáng)度、很高的彈性模量和融化溫度以及良好的高溫強(qiáng)度保留率。硼纖維在航空、航天工業(yè)中用作結(jié)構(gòu)材料，還可以作為中子的減速劑使用。碳化硅纖維有優(yōu)

12、異的力學(xué)性能、耐熱氧化性能和化學(xué)穩(wěn)定性能，并具有很好的耐輻照性能和吸波性能，在軍工、原子能、化工、冶金等部門(mén)有廣闊的前景。,28,8.3 增強(qiáng)材料,顆粒狀與片狀增強(qiáng)材料：使復(fù)合材料制品的價(jià)格降低，而且能顯著改善制品的機(jī)械性能、耐摩擦性能、熱性能、耐老化性能等。常用的填料有碳酸鈣、石墨、碳黑、云母、高嶺土、二氧化硅、滑石粉等。當(dāng)前，超細(xì)粉碎的納米材料引人注目，納米復(fù)合材料也成為復(fù)合材料科學(xué)研究的一個(gè)新領(lǐng)域。,？,拉伸強(qiáng)度：塊狀石墨：689MPa，石墨纖維：17002800MPa。,拉伸強(qiáng)度：塊狀玻璃：40100MPa；玻璃纖維（直徑10m以下）：1000MPa以上；玻璃纖維（直徑5 m以下）：2

13、400MPa以上。,在復(fù)合材料中，大都是以纖維狀材料，特別是連續(xù)長(zhǎng)纖維作為增強(qiáng)材料。,29,8.4 復(fù)合材料的界面,界面對(duì)復(fù)合材料的性能起著至關(guān)重要的作用。復(fù)合材料的性能不是組成材料性能的簡(jiǎn)單加和，而產(chǎn)生了 112 的作用，稱(chēng)為協(xié)同效應(yīng)。界面是復(fù)合材料產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的根本原因。,玻璃纖維的斷裂能：10 J/m2； 聚酯樹(shù)脂斷裂能：100 J/m2； 聚酯玻璃鋼的斷裂能：105 J/m2；,斷裂能大幅提高的原因？,30,圖8-1纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合前后的結(jié)構(gòu)示意圖,31,圖8-2復(fù)合材料破壞過(guò)程中的能量吸收,裂紋在基體中發(fā)展，遇到纖維，可能發(fā)生界面脫粘、基體和纖維的斷裂、纖維拔出等過(guò)程，吸收了大量能量

14、。并且裂紋發(fā)展未必在一個(gè)平面上，可沿著材料中不同的平面發(fā)生如上的界面脫粘、基體和纖維的斷裂、纖維拔出等過(guò)程，直到裂紋貫穿了某一平面材料才破壞，這就使得復(fù)合材料的斷裂能大大高于各組分材料的斷裂能的加和，充分體現(xiàn)出復(fù)合材料的協(xié)同效應(yīng)。,32,圖8-3復(fù)合材料界面模型,1 纖維本體區(qū) 2 纖維表面區(qū) 3 界面吸附層 4 基體表面區(qū) 5 基體本體區(qū),界面相內(nèi)的化學(xué)組分，分子排列，熱性能，力學(xué)性能呈現(xiàn)連續(xù)的梯度性變化。,界面相很薄，是亞微觀的，卻有極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。在兩相復(fù)合過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)熱應(yīng)力（導(dǎo)熱系數(shù)，膨脹系數(shù)的不同），界面化學(xué)效應(yīng)（官能團(tuán)之間的作用或反應(yīng)）和界面結(jié)晶效應(yīng)（成核誘發(fā)結(jié)晶，橫晶），這些效

15、應(yīng)引起的界面微觀結(jié)構(gòu)和性能特征，對(duì)復(fù)合材料的宏觀性能產(chǎn)生直接的影響。,33,8.5 玻璃纖維增強(qiáng)塑料界面,玻璃纖維增強(qiáng)塑料，俗稱(chēng)玻璃鋼，有玻璃纖維和基體樹(shù)脂組成。玻璃纖維賦予復(fù)合材料強(qiáng)度和剛度，基體則對(duì)復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剪切、耐輻射、耐腐蝕、電性能等密切相關(guān),8.5.1 玻璃纖維概述,玻璃是由硅氧原子為主組成的不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)間存在空穴，空穴中填充著Na，K、Ca2、Mg2等金屬離子。 無(wú)堿E玻纖：含堿性氧化物小于0.5； 中堿A玻纖：含堿金屬氧化物11.512.5%。 特種玻纖：高強(qiáng)S、高硅氧、石英玻纖等,34,玻璃纖維結(jié)構(gòu)示意圖,骨架氧化物： 二氧化硅 三氧化二硼 改性氧化物：

16、 氧化鈣 三氧化二鋁等； 助熔氧化物： 氧化鈉等,35,“凍結(jié)的液體”：各向同性，無(wú)固定熔點(diǎn)，近程有序，遠(yuǎn)程無(wú)序； 光滑的圓柱體，直徑310；密度2.42.7g/cm3； 拉伸強(qiáng)度高，15004000MPa，直徑越細(xì)，強(qiáng)度越高。 模量7104 MPa，只有鋼鐵的1/3. 斷裂延伸率在3%左右。,玻璃纖維的物理性能,8-2 玻璃纖維直徑與拉伸強(qiáng)度的關(guān)系,36,玻璃纖維的化學(xué)性能, E玻纖耐水性?xún)?yōu)于A玻纖，A玻纖耐酸性?xún)?yōu)于E玻纖。 玻璃纖維在水中浸泡后，強(qiáng)度會(huì)降低。因?yàn)樗畷?huì)導(dǎo)致玻璃纖維的Si-O-Si骨架解體。含堿量越大，受水的侵蝕速率越大。在貯存中，由于空氣中水分的影響，玻纖的強(qiáng)度會(huì)有下降現(xiàn)象，

17、特別是有堿纖維，這種貯存老化現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，存放兩年強(qiáng)度可下降三分之一。 玻璃是一種很好的耐腐蝕材料，除氫氟酸（HF）、濃堿、濃磷酸外，但玻璃纖維耐腐蝕性能遠(yuǎn)不如塊玻璃。這是因?yàn)椴＠w的比表面積要比塊玻璃大幾百倍，玻纖直徑越小，化學(xué)穩(wěn)定性越差。,37,玻纖不耐堿，在堿作用下玻纖骨架破壞,玻纖表面有很強(qiáng)的吸水性； 吸附的水可以是多分子層的,38,8.5.2 偶聯(lián)劑,所謂偶聯(lián)劑是分子中含有兩種不同性質(zhì)基團(tuán)的化合物，其中一種基團(tuán)可與增強(qiáng)材料發(fā)生化學(xué)或物理的作用。另一種基團(tuán)可與基體發(fā)生化學(xué)或物理作用。通過(guò)偶聯(lián)劑的偶聯(lián)作用，使基體與增強(qiáng)材料實(shí)現(xiàn)良好的界面結(jié)合。 主要種類(lèi)： （1）硅烷類(lèi)； （2）鈦酸酯類(lèi)；

18、（3）有機(jī)鉻絡(luò)合物類(lèi)。,聚合物基復(fù)合材料的基體與玻璃纖維或其他無(wú)機(jī)填料，在結(jié)構(gòu)和性能上存在很大的差異，相互親和力差，常使用偶聯(lián)劑，以實(shí)現(xiàn)良好的界面結(jié)合。,39,8.5.2.1 有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑,通式： RnSiX4-n R為與聚合物分子有親和力或反應(yīng)能力的有機(jī)基團(tuán)，可含有乙烯基，環(huán)氧基，胺基，巰基，氰基，甲基丙烯酰氧基等基團(tuán)，X為可水解基團(tuán)，如Cl，OCH3， OCH2CH3等，n14； 若n1，則通式為： RSiX3,40,硅烷偶聯(lián)劑作用機(jī)理,（1）X基團(tuán)水解，形成硅醇：,（2）硅醇的硅羥基之間以及硅醇硅羥基與玻纖表面硅羥基之間形成氫鍵。,41,（3）硅羥基之間脫水形成-Si-O-Si-鍵。,

19、硅烷偶聯(lián)劑與玻纖表面以SiOSi化學(xué)鍵結(jié)合，同時(shí)在玻纖表面縮聚成膜，形成了有機(jī)R基團(tuán)朝外的的結(jié)構(gòu)。,對(duì)于偶聯(lián)劑硅醇基之間的反應(yīng)，我們可以認(rèn)為是偶聯(lián)劑作用過(guò)程中的一個(gè)副反應(yīng)： （1）減少了與填料或纖維作用的硅羥基數(shù)，使偶聯(lián)效率降低； （2）在填料表面形成多分子的覆蓋層，影響無(wú)機(jī)物與有機(jī)物之間的緊密結(jié)合。,42,玻璃纖維表面的有機(jī)硅單分子層示意圖,有機(jī)基團(tuán)R中可含有CC、 NH2、環(huán)氧基、SH等基團(tuán)，可參與基體樹(shù)脂的固化反應(yīng)。這樣偶聯(lián)劑就與基體樹(shù)脂以化學(xué)鍵結(jié)合起來(lái),43,可水解基團(tuán)X的性質(zhì),XCl，水解產(chǎn)物為HCl，有促進(jìn)水解、縮聚作用，水解產(chǎn)生的硅醇不穩(wěn)定。 XOCH3或OC2H5，水解慢，水解

20、產(chǎn)物穩(wěn)定，在水中溶解性降低。 XOCH2CH2OCH3，水溶性好，柔軟性好。,新配好的乙烯基三乙氧基硅烷水溶液： 單體：82 二聚體：15 三聚體：3 放置后： 單體：34 二聚體：23 三聚體： 30 四聚體：13 配好的硅烷偶聯(lián)劑溶液應(yīng)在12hr內(nèi)用完。,硅烷偶聯(lián)劑水解產(chǎn)物不穩(wěn)定，會(huì)自行縮合沉淀,偶聯(lián)劑之間的縮合反應(yīng)導(dǎo)致偶聯(lián)劑的失效，進(jìn)一步印證了是副反應(yīng)的看法,44,幾種常用的硅烷偶聯(lián)劑,A151 乙烯基三乙氧基硅烷 A172 乙烯基三（甲氧乙氧基硅烷） A174、KH570 甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷,不飽和聚酯, PP, PE, PVC, PS,不飽和聚酯, PP, PE,不飽和聚酯

21、, PP, PE, PMMA, PS,45,A1100（KH550）胺丙基三乙氧基硅烷,A1120（KH843）胺乙基胺丙基三甲氧基硅烷 A187（KH560）縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷,硅烷偶聯(lián)劑特別適用于含硅酸成分多的填料或纖維， 如玻璃纖維、石英粉、白碳黑（水合二氧化硅）等。,環(huán)氧，酚醛，三聚氰胺，聚酰亞胺，PVC,環(huán)氧，酚醛，聚酰亞胺，PVC,環(huán)氧，尼龍,46,8.5.3 用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理的方法,后處理法：用洗滌或灼燒的方法先除去玻璃纖維表面的紡織型浸潤(rùn)劑，然后用偶聯(lián)劑浸漬、水洗、干燥，使玻璃纖維表面覆蓋一層偶聯(lián)劑。 前處理法：將偶聯(lián)劑作為浸潤(rùn)劑的一個(gè)組分，使浸潤(rùn)劑既滿(mǎn)足玻璃纖

22、維的拉絲、紡織和各道工序的要求，同時(shí)在拉絲的過(guò)程中就使玻璃纖維表面覆蓋一層偶聯(lián)劑。前處理法是先進(jìn)的玻璃纖維表面處理方法，省去了洗滌或灼燒再后處理的復(fù)雜工藝，避免了玻纖在灼燒中的強(qiáng)度損失。對(duì)適合前處理法的浸潤(rùn)劑配方研究已成為一個(gè)重要的課題。 遷移法：將偶聯(lián)劑直接加到樹(shù)脂膠液中混合，借偶聯(lián)劑從樹(shù)脂中向玻璃纖維表面的遷移作用與玻璃纖維表面發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生作用。遷移法的優(yōu)點(diǎn)是工藝操作簡(jiǎn)便，不需要龐大復(fù)雜的處理設(shè)備，也不消耗能量。但遷移法的效果要差于前兩種方法。,47,浸潤(rùn)劑：在玻璃纖維的拉制過(guò)程中，把在單根纖維表面涂覆的一種由粘結(jié)組分、潤(rùn)滑組分和表面活性劑組分等配置而成的乳液稱(chēng)為浸潤(rùn)劑。 浸潤(rùn)劑的作用:

23、 （1）使單絲集束，便于后續(xù)的并股、紡織等工序； （2）防止原紗纏繞成卷時(shí)，纖維相互粘結(jié)； （3）保護(hù)纖維，防止纖維紡織時(shí)，由于表面磨損而降低強(qiáng)度。,坩鍋拉絲法 制備玻璃纖維示意圖,1300,48,浸潤(rùn)劑種類(lèi)： （1）紡織型浸潤(rùn)劑：主要用于玻璃纖維紡織加工制品。 對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中，石蠟型乳液，必須除去。 （2）增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑：專(zhuān)門(mén)為生產(chǎn)增強(qiáng)用玻璃纖維而發(fā)展的浸潤(rùn)劑，主要是為了改善樹(shù)脂對(duì)纖維的浸潤(rùn)性，提高樹(shù)脂與纖維的粘結(jié)力。成分中，主要是添加了聚合物組分，如聚酯、環(huán)氧、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等。 （3）化學(xué)處理劑：以偶聯(lián)劑為主的浸潤(rùn)劑，即玻璃纖維的前處理法。,49,聚酯玻璃鋼的水煮強(qiáng)度,硅烷偶聯(lián)劑的處理效果,材料在彎曲應(yīng)力的作用下，不但受到壓縮和拉伸應(yīng)力的作用，而且還受到切應(yīng)力的作用。因此彎曲強(qiáng)度可反映出材料界面結(jié)合的情況。,50,8.5.2.2 有機(jī)鉻偶聯(lián)劑,不飽和有機(jī)酸與鉻原子之間的配位絡(luò)合物 缺點(diǎn)：品種單調(diào)，適用范圍不及硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。主要用于玻璃纖維增強(qiáng)塑料方面。 通式： R：CH3CCH2，稱(chēng)為“沃蘭”。,51,作用機(jī)理,與硅烷偶聯(lián)劑類(lèi)似,52,8.5.2.3 鈦酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑,（1）單烷氧基類(lèi)鈦酸酯：,R一般為異丙基,異丙基三異硬脂?；?鈦酸酯（TTS）,異丙