聚合物表面与界面.ppt

硅羟基之间脱水形成-Si-O-Si-键。硅烷偶联剂与玻纤表面以Si－O－Si化学键结合，同时在玻纤表面缩聚成膜，形成了有机R基团朝外的的结构。有机基团R中可含有－C＝C－、－NH2、环氧基、－SH等基团，可参与基体树脂的固化反应。这样偶联剂就与基体树脂以化学键结合起来01X＝－Cl，水解产物为HCl，有促进水解、缩聚作用，水解产生的硅醇不稳定。03X＝－OCH2CH2OCH3，水溶性好，柔软性好。02X＝－OCH3或－OC2H5，水解慢，水解产物稳定，在水中溶解性降低。可水解基团X的性质硅烷偶联剂水解产物不稳定，会自行缩合沉淀新配好的乙烯基三乙氧基硅烷水溶液：单体：82％二聚体：15％三聚体：3％放置后：单体：34％二聚体：23％三聚体：30％四聚体：13％配好的硅烷偶联剂溶液应在12hr内用完。几种常用的硅烷偶联剂A151乙烯基三乙氧基硅烷A172乙烯基三（β－甲氧乙氧基硅烷）A174、KH570γ－甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷A1100（KH550）γ－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）γ－缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷聚丙烯表面聚丙烯酰胺接枝量

与辉光放电时间的关系辉光放电时间与聚合活性种浓度的关系（c）光化学接枝法紫外光直接照射下引发接枝聚合加入光敏剂再进行紫外接枝（Ⅰ）直接光引发（Ⅱ）光敏剂引发光敏剂吸收光能后自身可分解为自由基，引发单体聚合：第2类光敏剂吸收光能后，本身不直接形成自由基，而是产生激发态分子，激发态分子再和聚合物反应，在表面形成大分子自由基。2)偶合接枝法偶合接枝法是利用高聚物表面的官能团与接枝聚合物反应而实现聚合物的表面改性。聚氨酯表面接枝肝磷脂0102乙烯-乙烯醇共聚物的接触角随氨基甲酸化

反应时间的变化用过氧化物夺取聚丙烯分子链上的叔氢原子形成自由基，再与马来酸酐反应，就在聚丙烯分子链上接枝了具有反应活性的酸酐基团，利用酸酐与带羟基或胺基的聚合物反应，就可再聚丙烯表面实现偶合接枝。3)添加接枝共聚物法接枝共聚物在PMMA中添加量对接触角的影响复合材料是由两种或两种以上的不同材料通过一定工艺制成的多相材料，并具有与原组成材料不同的新的性能。界面对复合材料的性能起着至关重要的作用。复合材料的性能不是组成材料性能的简单加和，而产生了1＋12的作用，称为协同效应。界面是复合材料产生协同效应的根本原因。9.8复合材料的界面纤维增强塑料复合前后的结构示意图复合材料破坏过程中的能量吸收复合材料界面模型复合材料的界面并不是简单的几何平面，而是包含着两相之间的过渡区域的三维界面相纤维本体区纤维表面区界面吸附层基体表面区基体本体区界面相内的化学组分，分子排列，热性能，力学性能呈现连续的梯度性变化。界面相很薄，只有微米的数量级，却有极其复杂的结构。在玻璃纤维(GF)-偶联剂-基体的体系中，存在如下七个层次的复杂结构：01│GF│GF表面│GF/偶联剂│偶联剂│偶联剂/基体│基体表面│基体│02浸润和不浸润的界面浸润理论浸润性不是界面粘接的唯一条件。例如，氯丙基硅烷的表面张力为48.8mN/m，溴苯基硅烷的表面张力为49.4mN/m，它们的表面张力大，但却对不饱和聚酯无效；而乙烯基硅烷的表面张力只有33.4mN/m，却是对不饱和聚酯有效的偶联剂；乙基硅烷的表面张力与乙烯基硅烷相似，对不饱和聚酯却是无效的。环氧树脂对新鲜的E玻纤表面浸润性好，但粘接性却不好，界面耐水老化性也差，但若用胺丙基硅烷处理E玻纤，对环氧的浸润性下降，但界面的粘接性却提高。界面化学反应logo化学键理论化学键理论的成功：

硅烷偶联剂的应用；

碳纤维、有机纤维等的表面处理化学键理论的不足：难以解释某些偶联剂不能与基体反应却有好的处理效果的现象；难以解释热应力松弛的现象。可逆水解理论1970年Plueddmann提出了可逆水解理论，用来解释硅烷偶联剂作用机理，同时来说明松弛应力的效应以及抗水和保护界面的作用。硅烷在无机表面上的可逆平衡吸附层该理论认为高聚物的相互间粘结是由表面上的大分子相互扩散所致。两相的分子链互相扩散，渗透，缠结，形成了界面层。扩散过程与分子链的分子量，柔性，温度，溶剂，增塑剂等因素有关。扩散理论分子链的相互扩散相互扩散实质上是界面中发生互溶，粘结的两相之间界面消失，变成了一个过渡区域，因此对粘接强度提高有利。当两种高聚物的溶解度参数接近时，便容易发生互溶和扩散，得到比较高的粘接强度。壹贰剥离强度与溶解度参数的关系9.9偶联剂所谓偶联剂是分子中含有两种不同性质基团的化合