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,其厚度約在數納米至數微米之間。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,都可根據界面是否發(fā)生化學反應而分為物理結合和化學結合。下面對這二者分別予以介紹。

界面上不發(fā)生化學反應的結合稱為物理結合，主要有潤濕現象、機械作用、靜電作用和溶解作用等。

(1)界面浸潤理論。在此，首先介紹潤濕現象。潤濕是液體與固體接觸時所產生的一 -種表面現象，主要研究的是液體對固體表面的親和情況。如果--滴液滴在固體表面上。其中θ是液體表面張力σg -1 和液-固張力1間的夾角，稱為接觸角。σg-s 為固-氣張力。通常將θ作為潤濕與否的依據。當0=0° 時,稱為完全潤濕;當θ< 90° 時,稱為潤濕;當0> 90° 時，稱為不潤濕;當0=180°時,則稱為完全不潤濕,液體在固體表面呈球狀。

根據潤濕現象,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黏結。

1)液體黏度要盡量低。這是因為當液體較黏稠時,不能充分流人增強體表面小的孔穴,造成界面的機械結合強度降低,從而導致環(huán)氧板材料性能下降;

2)o-要略大于Oel,即液態(tài)聚合物的表面張力必須低于增強體的表面張力,有利于提高基體與增強體的潤濕吸附，提高界面結合強度，進而提高環(huán)氧板材料的性能。

潤濕理論解釋了增強體表面粗化、表面積增加有利于提高與基體聚合物界面結合力的現象。但單純以基體和增強體的潤濕性好壞來判定兩者之間的黏結強度是不全面的。一方 面，這僅從熱力學角度判斷能否潤濕,沒有考慮動力學因素。前者說明了兩個表面結合的內在因素,表示了結合的可能性，但沒有時間的概念。后者則能說明實際應用中產生界面結合的外部因素，如溫度、壓力等的影響。這也是影響界面結合強度的因素。另一方面,潤濕理論不能解釋在增強體表面加人偶聯劑后降低了聚合物都纖維的浸潤能力,但卻使環(huán)氧板材料界面黏結強度提高的現象。因此，偶聯劑在環(huán)氧板材料界面上的偶聯效果還存在更本質的原因。

(2)機械作用。兩個表面接觸時，將會由于表面粗糙不平而發(fā)生機械互鎖，如圖7-4所示。大部分材料表面是粗糙不平的，具有一定的粗糙度。當增強體和基體接觸后發(fā)生相對運動或具有運動趨勢時,兩者會產生摩擦力,從而實現界面力學傳遞的作用。該理論解釋了部分環(huán)氧板材料中增強體表面越粗糙，界面結合強度越高的現象。但對于聚合物基環(huán)氧板材料,當增強體表面粗糙度較大時,其表面就會存在較多小孔穴，而黏稠的聚合物是無法浸潤這些小孔穴的這不僅可能會造成界面脫黏的缺陷，也可能會造成應力集中，不利于環(huán)氧板材料強度的

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