材料表界面（尹杰）材料表界面复习课总.pptVIP

有机硅烷类偶联剂 有机硅烷是一类品种很多，效果也很显著的表面处理剂，其一般结构通式为：RnSiX4-n R为有机基团，是可与合成树脂作用形成化学键的活性基团,如不饱和双键、环氧基、氨基等； X为易水解的基团，如甲氧基、乙氧基等。 n＝1，2，3 绝大多数n＝1 偶联剂 偶联剂 有机硅烷偶联剂的作用机理如下： X基团水解，形成硅醇：（蒸馏水稀释5%） 硅醇的硅羟基之间以及硅醇硅羟基与玻璃纤维表面硅羟基之间形成氢键： RnSiX4-n 硅羟基之间脱水形成-Si-O-Si-键： 这样，硅烷偶联剂在玻璃纤维表面以-Si-O-Si-化学键结合，同时在玻璃纤维表面缩聚成膜，形成有机基团R朝外的结构 偶联剂 有机硅烷偶联剂的作用机理如下： 有机基因R中可含有-C＝C-、-NH2、 一CH一CH2等基团，这些活性基团和树脂基体反应， 形成新的化学键，即偶联剂与基体结合起来了 例如，-C＝C-可参与不饱和聚酯的固化反应，-NH2 可参与环氧树脂的固化反应。 有机硅烷偶联剂的作用机理如下： 偶联剂 O 三、先进复合材料的界面 高性能增强纤维： 碳纤维 有机纤维 更刺激，更清爽……生活像一杯水，有的时候需要加点冰…… Y = 0.27422 + 0.59494 X Lg k= 0.27422 k=1.88 1/n=0.59494 n=1.68 Y = 1.2975 + 0.02393 X 0.069% Y = 0.27422 + 0.59494 X 2.07% Langmuir公式 Frundlish公式 总体上讲，Langmuir公式更适用于这种吸附。 第四章 固液界面 一、 Young方程和接触角 四、黏附功和内聚能 五、Young-Dupre公式 二、接触角的测定方法 三、接触角的滞后现象 六、润湿过程的三种类型 Young方程和接触角 在气、液、固三相交界点，自固-液界面经过液体内部到气-液界面的夹角称为接触角，通常用q表示。 θ θ Young方程和接触角 （1）θ=0，完全润湿，液体在固 体表面铺展。 （2）0θ90°， 液体可润湿固体，且θ越小，润湿越好。 （3）90°θ180° 液体不润湿固体。 （4）θ=180°，完全不润湿，液体在固体表面凝成小球。 润湿过程的三种类型 黏附润湿： Wa = σ固气- σ 固液 + σ液气 浸湿： A = σ固气- σ 固液 铺展润湿： Sl/s = σ固气- σ 固液 - σ液气 Wa＞ A ＞ Sl/s 换言之，若SL/S≥0，必有WaA0，即凡能铺展的必定能粘附润湿与浸湿，铺展湿润是程度最高的一种润湿。 借助Young方程，将σSG=σSL+σLGcosθ, 代入可得： 黏附润湿： Wa = σ固气- σ 固液 + σ液气 浸湿： A = σ固气- σ 固液 铺展润湿： Sl/s = σ固气- σ 固液 - σ液气 润湿过程的三种类型 类 型 能量判据式 接触角判据 粘附润湿 Wa =σLG（cosθ+1）≥0 θ≤180° 浸 湿 A = σLGcosθ≥0 θ≤90° 铺展润湿 SL/S = σLG（cosθ-1）≥0 θ=0°或不存在 润湿过程的三种类型 习惯上规定θ=90°为润 湿与否的标准，即θ90°为不润湿， θ90°为润湿，θ越小润湿越好。当平衡接触角θ=0°或不存在时为铺展。 润湿过程的三种类型 第五章 表面活性剂 表面活性剂分类 表面活性剂的物理化学性能 表面活性剂的概念 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的分子结构特点及分类 亲水基团是否带电 离子型 非离子型： 不能电离 阴离子型 阳离子型 两性离子型 亲油基 亲水基 按亲水基类型分类是表面活性剂分类的主要方法 表面活性剂的物理化学性能 亲疏平衡值（HLB） 相转型温度（PIT） 临界胶束浓度（CMC） 表面活性剂的溶解度 胶束 表面活性剂在溶液表面上的吸附 6.2 表面形态对表面张力的影响 6.1 表面张力与温度的关系 6.3 表面张力与相对分子质量的关系 6.4 表面张力与分子结构的关系 6.5 表面张力与内聚能密度 6.6 共聚和共混对表面张力的影响 第六章 高分子材料的表面张力 6.6 共聚和共混对表面张力的影响 第六章 高分子材料的表面张力 6.7 界面张力 6.8 临界表面