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大学研究生课程论文

题目聚合物基复合材料的界面研究进展

成绩

专业材料工程

课程名称、代码05

年级

姓名学号

时间年月

任课教师

.可修编.

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聚合物基复合材料的界面研究进展

【摘要】界面的好坏是直接影响复合材料性能的关键因素之一。当复合材料受到外力作用时，

除增强材料和基体受力外，界面亦起着极其重要的作用。本文主要综述无机刚性粒子增强复

合材料、无机纳米粒子增强复合材料、纤维增强复合材料、原位复合材料的界面特性及其改

性方法，并简要介绍了各种复合材料的增强机理，界面相容性。

【关键词】聚合物；复合材料；综述；增强

1前言

界面是复合材料极为重要的微观构造，它作为增强体与基体连接的“桥梁〞，对复合材

料的物理机械性能有至关重要的影响。复合材料一般是由增强相、基体相和它们的中间相(界

面相)组成，它们各自都有其独特的构造、性能与作用，增强相主要起承载作用，基体相主

[1]

要起连接增强相和传载作用，界面是增强相和基体相连接的桥梁，同时是应力的传递者。

目前对增强相和基体相的研究已取得了许多成果，但对作为复合材料三大微观构造之一的界

面问题的研究却不够深入，其原因是测试界面的精细方法运用起来较困难，描述的理论尚不

完整，尤其从力学的角度研究界面的性质、作用及其对复合材料力学性能的影响和破坏机理

[2]

等方面的工作正在开展。界面的性质直接影响着复合材料的各项力学性能，尤其是层间剪

切、断裂、抗冲击等性能，因此随着复合材料科学和应用的开展，复合材料界面及其力学行

为将越来越受到重视。

复合材料的强度、刚性及韧性是代表其物理机械性能的重要指标，对复合材料进展界面

改性使两相界面具有适宜的粘附力，形成一个相互作用匹配且能顺利传递应力的中间模量

[3]

层，以提高聚合物基复合材料的力学性能一直是高分子材料科学的重要研究领域。

2无机刚性粒子增强聚合物基复合材料及其界面

无机刚性粒子增强聚合物是近年来研究的热点，它克制了以往用弹性体、热塑性树脂增

[4]

韧聚合物时在韧性提高的同时刚性下降的缺点。常用的无机刚性粒子有CaCO、SiC、BaSO、

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[5]

滑石、硅石灰、蒙脱土以及煤灰等。欧玉春等提出刚性粒子增强增韧聚合物的界面构造模

型，即在均匀分散的刚性粒子周围嵌入具有良好界面结合和一定厚度的柔性界面相，以便在

材料经受破坏时能引发银纹，终止裂缝的扩展。在一定形态构造下它还可引发基体剪切屈服，

从而消耗大量冲击能，又能较好地传递所承受的外应力，到达既增强又增韧的目的。

在PP/CaCO复合体系中用酯酸类偶联剂在刚性粒子外表引入柔性或弹性界面层，降低

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.可修编.

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了添加刚性粒子所引起的材料韧性下降的程度；同时由于界面层的引入，使三相复合体系在