環(huán)氧板材料通常由增強(qiáng)體、界面界面層和基體組成，其中增強(qiáng)體和界面層是材料強(qiáng)韌化的關(guān)鍵。

相比于塊體材料，晶須、纖維、顆粒等材料中，缺陷尺寸受限，因而材料的力學(xué)性能優(yōu)異，作為增強(qiáng)體可提高材料的力學(xué)性能。高性能的增強(qiáng)體一般制備技術(shù)復(fù)雜。制備工藝仍然是材料研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。此外,某些新型材料,如碳納米管、碳纖維、碳化硅纖維、氮化硅纖維等,還具有電磁、熱、光電等功能,是實(shí)現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)功能一體化的重要途徑。

為了傳遞應(yīng)力,實(shí)現(xiàn)裂紋偏轉(zhuǎn)、纖維拔出、纖維橋接等增韌機(jī)制，合理的界面結(jié)合強(qiáng)度是必要的，，界面層材料是調(diào)控界面結(jié)合的途徑。此外，它還可以阻止基體與增強(qiáng)體之間的不良反中界面層材料多選用層間剎離力較低的層狀材料或較弱的多孔材料，應(yīng)與環(huán)氧板材料中的其他組元具有良好的相容性。

樹脂基體種類繁多不同的基體有不同的制備工藝，總體來說,樹脂基環(huán)氧板材料的制備工 藝可分為一步法和二步法。步法(又稱“濕法")是將纖維 直接浸漬樹脂一步 固化成型形成環(huán)氧板材料;二步法則是預(yù)先對(duì)纖維浸潰樹脂，使之形成纖維和樹脂預(yù)先混合的半成品,再由半成 品成型制備出環(huán)氧板材料制品。早期制造環(huán)氧板材料都是采用一 步法工藝，如成型模壓制品是先將纖維或織物置于模具中,倒人配好的樹脂后加壓成型。

一步法工藝簡便,設(shè)備簡單，但存在以下不足:樹脂不易分布均勻,在制品中形成富膠區(qū)和貧膠區(qū),嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)“白絲”現(xiàn)象;溶劑、水分等揮發(fā)物不易去除,形成孔洞;生產(chǎn)效率低,生產(chǎn) 環(huán)境惡劣。針對(duì)一步法的缺點(diǎn) ，發(fā)展了二步法(“干法”:預(yù)先將纖維樹脂預(yù)先混合或纖維浸漬樹脂，經(jīng)過一定處理，使浸漬物成為種干態(tài)或稍有黏性的材料，即半成品材料，再用半成品成型為環(huán)氧板材料制品。二步法由于將浸漬過程提前，可很好地控制含膠量并解決纖維樹脂均勻分布問題;在半成品制備過程中烘去溶劑、水分和低分子組分,降低了制品的孔隙率，也改善了環(huán)氧板材料成型作業(yè)的環(huán)境;通過半成品的質(zhì)量控制，可有效保證環(huán)氧板材料制品的質(zhì)量。對(duì)連續(xù)纖維增強(qiáng)樹脂基環(huán)氧板材料,習(xí)慣上把這種成型用材料稱為預(yù)浸料。它是制備環(huán)氧板材料制品的重要中間環(huán)節(jié),其質(zhì)量直接影響著成型工藝條件和產(chǎn)品性能。

樹脂基環(huán)氧板材料的性能不僅取決于所用樹脂及添加劑的種類和配比，而且還與其制造方法有極大關(guān)系。圖11-1所示是樹脂基環(huán)氧板材料成型加工的典型工藝流程。由圖可知，環(huán)氧板材料成型加工包括預(yù)浸料等半成品制備、增強(qiáng)材料預(yù)成型和環(huán)氧板材料固化成型等幾方面的內(nèi)容。環(huán)氧板材料半成品的制備主要包括預(yù)浸料和預(yù)混料的制備,11.2節(jié)將做詳細(xì)說明。環(huán)氧板材料預(yù)成型的目的是得到接近制品形狀的毛坯。成型固化工藝包括兩方面內(nèi)容:一是成型,是根據(jù)產(chǎn)品的要求,將預(yù)浸料鋪制成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和形狀;二是進(jìn)行固化,是將鋪制成-定形狀的預(yù)浸料，在溫度、時(shí)間和壓力等因素下使形狀固定下來,并能達(dá)到預(yù)計(jì)的使用性能要求。不同的工藝方法在這三個(gè)方面可能同時(shí)或分別進(jìn)行，但都要完成好樹脂與纖維的環(huán)氧板、浸漬、固化和成型。在纖維與樹脂體系確定后,環(huán)氧板材料的性能主要取決于成型固化工藝。

將在沒有外力作用下，物理、化學(xué)性質(zhì)完全相同、成分相同的均勻物質(zhì)的聚集態(tài)稱為相。不同相之間會(huì)有明確的物理界面。該物理界面不是幾何意義上的面，而是具有一定厚度的區(qū)域。由于界面原子能量不同于界面兩側(cè)原子能量，因而該區(qū)域具有不同于相鄰兩相的特殊性質(zhì)。一般將固相或液相與氣相的界面稱為表面。環(huán)氧板材料的界面是指基體與增強(qiáng)體之間化學(xué)成分有顯著變化、構(gòu)成彼此結(jié)合、能起載荷傳遞作用的微小區(qū)域。界面相則是環(huán)氧板材料中組元材料之間具有一定尺度、在結(jié)構(gòu)和原組元材料上有明顯差別的新相。

環(huán)氧板材料界面在物理結(jié)構(gòu)上呈層狀或帶狀,厚度一般是不均勻的,其厚度約在數(shù)納米至數(shù)微米之間。雖然界面較小，但其仍有自己獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，且不同于基體和增強(qiáng)體中的任何一相。環(huán)氧板材料界面在化學(xué)成分上也較為復(fù)雜，可以是基體和增強(qiáng)體相互擴(kuò)散的產(chǎn)物，也可以是基體和增強(qiáng)相的化學(xué)反應(yīng)物,還可以是單獨(dú)制備的一層物質(zhì),其化學(xué)組成也會(huì)完全不同于基體和反應(yīng)物。此外，界面還可能含有增強(qiáng)體涂層元素和環(huán)境帶來的雜質(zhì)元素等。環(huán)氧板材料界面是環(huán)氧板材料中極為重要的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)和性能直接影響環(huán)氧板材料的性能。因此,深人研究界面性質(zhì)，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行控制，是獲得高性能環(huán)氧板材料的關(guān)鍵。

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