固體或液體中每個質點周圍都存在力場。在固體或液體內部，質點力場是對稱的。但在表面,質點排列的周期重復性中斷，處于表面層質點力場的對稱性被破壞，即一方面表面質點受到體相內相同物質原子的作用，另-方面受到性質不同的另一相物質原子的作用，該作用力不能相互抵消,因而界面處分子會顯示出一些獨特性質。材料表面原子受到體相內相同物質原子的作用力大于與之接觸的另一相物質對其的作用力，于是表面原子就沿著與表面平行的方向增大原子間的距離，總的結果相當于有一種張力將表面原子間的距離擴大了,稱此力為表面張力。不同材料(液體)的表面張力不同，這與分子間的作用力(包括色散、極性和氫鍵)大小有關。相互作用力大的物體,其表面張力高;相互作用力小的物體,其表面張力低。但不論表面張力大小，物體總是力圖減小其表面，以降低其表面能,使體系趨于穩(wěn)定。需要注意的是，表明張力不是一種力,其單位是N/m。

表面能亦稱為表面自由能，系指表面層原子比物體內部原子具有的多余能量?；蛘哒f，表面層中或兩相界面處的全部分子所具有的全部勢能的總和就叫表面能或界面能，即在恒溫恒醫(yī)條件下。使體系可邊地增加單位表面積引起系統(tǒng)自由能的增量，單位是J/m.由于表面層的分子都受到指向內部的力的作用，若要把分子從內部移到表面層去,環(huán)境就必須克服這個力而做功，此功為表面功。

將在沒有外力作用下，物理、化學性質完全相同、成分相同的均勾物質的聚集態(tài)稱為相。不同相之間會有明確的物理界面。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原子能量，因而該區(qū)域具有不同于相鄰兩相的特殊性質。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體之間化學成分有顯著變化、構成彼此結合、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、在結構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構上呈層狀或帶狀,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，但其仍有自己獨特的結構和性質，且不同于基體和增強體中的任何一相。環(huán)氧板材料界面在化學成分上也較為復雜，可以是基體和增強體相互擴散的產(chǎn)物，也可以是基體和增強相的化學反應物，還可以是單獨制備的一層物質,其化學組成也會完全不同于基體和反應物。此外,界面還可能含有增強體涂層元素和環(huán)境帶來的雜質元素等。環(huán)氧板材料界面是環(huán)氧板材料中極為重要的結構,其結構和性能直接影響環(huán)氧板材料的性能。因此,深人研究界面性質，進而對其進行控制，是獲得高性能環(huán)氧板材料的關鍵。

了解環(huán)氧板材料的界面結合機理，是研究界面性質的基礎。不同類型的環(huán)氧板材料,其界面結合機理有所不同，進而造成界面性能存在較大區(qū)別。但不論哪種界面結合.都可根據(jù)界面是否發(fā)生化學反應而分為物理結合和化學結合。

界面浸潤理論。在此，首先介紹潤濕現(xiàn)象。潤濕是液體與固體接觸時所產(chǎn)生的一種表面現(xiàn)象，主要研究的是液體對固體表面的親和情況。如果一滴液滴在固體表面上，則可形成 如圖7-3所示情況。其中0是液體表面張力(將在第9章做進一步介紹,由于液 氣界面張力與 之差別較小，故可代用)σg-1和液固張力σr-s 間的夾角，稱為接觸角。σgs 為固氣張力。通常將 θ作為潤濕與否的依據(jù)。當θ=0°時,稱為完全潤濕;當θ< 90° 時，稱為潤濕;當θ> 90°時，稱為不潤濕;當θ=180°時，則稱為完全不潤濕，液體在固體表面呈球狀。

根據(jù)潤濕現(xiàn)象,Zsiman于1963 年提出界面浸潤理論。其主要論點是增強體被液體聚合物良好浸潤是極其重要的，浸潤不良會在界面上產(chǎn)生空隙，易使應力集中而導致環(huán)氧板材料開裂。如果完全浸潤，則基體與增強體間的黏結強度將大于基體的內聚強度,增強體可以起到良好的增強效果。潤濕理論認為聚合物與增強體的結合屬于機械黏結和潤濕吸附。前者是一種機械鑲嵌現(xiàn)象,在基體和增強體間充分潤濕的基礎上，通過機械鑲嵌黏結;后者則是主要通過范德華力的作用實現(xiàn)黏結。

結構環(huán)氧板材料的環(huán)氧板效應主要是尺寸效應、界面效應、尺度效應和結構效應。缺陷會降低材料強度，材料尺度越小,其缺陷概率越低，這是材料具有尺寸效應的原因。而界面效應、尺度效應和結構效應是不同性質材料的相互作用或耦合，是從力學上理解環(huán)氧板材料的基礎。其中，界面效應是環(huán)氧板材料的典型特征,對環(huán)氧板材料的性能起著重要的作用,但對很多環(huán)氧板材料界面的結合機理尚未有統(tǒng)一的認識。尺度效應是不同尺度的材料相互耦合，不同尺度的材料起到不同的作用，從而環(huán)氧板材料有優(yōu)異的性能。結構效應是由不同結構設計產(chǎn)生的系統(tǒng)綜合效應。

將在沒有外力作用下物理、化學性質完全相同、成分相同的均勻物質的聚集態(tài)稱為相。 不同相之間會有明確的物理界面。該物理界面不是幾何意義上的面，而是具有- -定厚度的區(qū)域。由于界面原子能量不同于界面兩側原子能量，因而該區(qū)域具有不同于相鄰兩相的特殊性質。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體之間化學成分有顯著變化、構成彼此結合、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、在結構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構上呈層狀或帶狀,厚度般是不均勻的，其厚度約在數(shù)納米至數(shù)微米之間。雖然界面較小，但其仍有自己獨特的結構和性質，且不同于基體和增強體中的任何一相。環(huán)氧板材料界面在化學成分上也較為復雜,可以是基體和增強體相互擴散的產(chǎn)物，也可以是基體和增強相的化學反應物，還可以是單獨制備的一層物質,其化學組成也會完全不同于基體和反應物。此外，界面還可能含有增強體涂層元素和環(huán)境帶來的雜質元素等。環(huán)氧板材料界而是環(huán)氧板材料中極為重要的結構，其結構和性能直接影響環(huán)氧板材料的性能。因此，深人研究界面性質，進而對其進行控制，是獲得高性能環(huán)氧板材料的關鍵。