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正文:
填料的表面
经过复合化过程而制成复合材料后,其填料的表面形成基
体聚合物与填料的界面。
关于复合材料的界面的重要性,已从各个角度予以论述了,
为了得到所需求的界面,无机填料的表面设计具有很大意义。
固体的表面如下所述,无论在化学上或在物理上都是极其
富于活性的。
①由于原子的有规则的键被切断,因此表面原子的配位状
态与内部原子的配位状态不同,有时位于表面的原子与其它原
子或化合物反应后生成不饱和键。由于在大气中存在着反应性
强的物质,特别是水和氧,它们很快就与这些不饱和键反应,使
表面和内部的化学结构完全不同,也即在表面存在着很多表面
官能团。
②切断表面有规则的排列所需的能量称为表面自由能,
由于这种过剩能量的作用,表面经常要收缩。
填料的表面特性取决于上述固体表面的一般性质和伴随着
各种填料所固有的表面形态因素的性质。
这里对填料表面的结构和性质从物理和化学的观点进行分析整
理,然后就各种表面改性方法予以叙述。
表面结构
物理结构
填料表面的物理结构与整个粒子的形态同样复杂,各个粒子
之间是千差万别的。表面的物理结构取决于粒子的生成过程。粒子
是结晶性的或非结晶性的,表面物理结构亦因此而有很大的不同。
填料表面的物理结构在研
究复合材料中填料与聚合物的机械结合时是极为重要的。很多
人都以复合材料的界面——粘结——化学结合的形式来说明界
面化学结合的重要性。界面的化学结合对复合材料的确是很重
要的,本章后面将以此作为基础,对填料的化学结构和化学改性
予以叙述。但是,事情是有顺序的,作者认为应先适当地设计填
料的形态和表面物理结构,然后再进行化学结构的设计,这才能
实现高水平的界面化学粘结。
表面物理结构在与碇系(anchoring)效应的对应关系中具
有特别重要的意义。中尾将复合材料的理想图象寓之于
生物(动物和植物)之中,认为生物的不同材料间的接合都有碇系效
直,例如毛发与皮肤的接合呈“洋葱”方式。人类自古以来用
以接合不同材料的榫和钉等也是利用碇系效应的。
出自http://www.bjsgyq.com/
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