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高分子复合材料-概述 * 飓风式战机 高分子复合材料-概述 * 在卫星和宇航器上的应用 飞行器的减重的作用效果和飞行速度有关，飞行速度越快，每减重一克，或者一公斤，所取得的效益就越大。 我国在“风云二号气象卫星”及“神舟”系列飞船上均采用了碳/环氧ACM做主承力构件，大大减轻了整星的质量，降低了发射成本。 向阳面与背阳面温差260OC 高分子复合材料-概述 * 耐极低温复合材料 世界第一个全超导非圆截面 托卡马克核聚变实验装置 （英文名称：EAST） 高分子复合材料-概述 * 托卡马克装置 支撑柱 液氦导管 超导磁体浸渍胶 高分子复合材料-概述 * 高分子复合材料-概述 * 液氮温度测试结果 室温测试结果 高分子复合材料-概述 * 环氧树脂耐极低温增韧体系 高分子复合材料-概述 * 高分子复合材料-界面粘着理论 * 几种界面粘结理论 高分子复合材料-界面粘着理论 * 交互扩散理论 两种聚合物表面可能通过一个表面上的聚合物分子向另一个表面的分子网络扩散形成粘接。粘接强度取决于界面上分子缠结的数量和所包含的分子数目。 溶剂和增塑剂的存在有助于相互扩散，并且扩散的程度依赖于参与扩散的分子的结构、组分以及分子流动性。 高分子复合材料-界面粘着理论 * 静电理论 当一个表面携有正电荷，而另一个表面携有净负电荷时，两个表面之间会产生吸引力，界面强度取决于电荷密度。 粘合功 静电力作用半径比分子力作用半径大3-4数量级，因而静电力导致的粘合功大于分子力粘合功。 高分子复合材料-界面粘着理论 * 化学键结合 化学键是在增强材料表面的化学基团与基体中相容化学基团之间形成的。 键合的强度取决于化学键的数量和类型，而界面的破坏必然包括化学键的断裂。 化学键结合理论指导实践：表面氧化处理、表面偶联剂化学处理等。 高分子复合材料-界面粘着理论 * 机械粘着 粗糙表面紧密接触后如果能发生机械连锁，就形成机械粘着。 取决于表面粗糙度。提高表面粗糙度还可以提高比表面积，增加有效粘接面。 高分子复合材料-聚合物与粘接 * 聚合物与粘接 固体表面张力 试验法：间接测定。根据Zisman假定，固体表面张力近似等于能在此固体表面完全浸润的液体的表面张力。------测定固体与几种已知表面张力的液体的接触角，将cos(q)对gl作图，外推到cos(q)=1，可求得固体临界表面张力。 近似计算：聚合物分子的表面张力与该聚合物分子的内聚能密度有密切关系。表面张力gs(注意单位) N/cm 高分子复合材料-聚合物与粘接 * 固体临界表面张力求取法 乙二醇 45 二碘甲烷 50 甲酰胺 57.5 甘油 62.5 水 72 高分子复合材料-聚合物与粘接 * 固液界面张力和浸润角 固液间界面张力公式可以估计为 与固体和液体的摩尔体积有关，如果二者相差不大，则 那么 固体表面张力为 高分子复合材料-聚合物与粘接 * 思考题 固体和液体的摩尔体积接近时，二者表面张力符合什么条件时，液体在固体表面铺展？ 高分子复合材料-聚合物与粘接 * 表面张力的色散力和诱导力分量 如果存在氢键，则固液间表面张力为 为色散力形成的表面张力； 为偶极力、氢键形成的表面张力；而且 如何分别测定固体表面张力的色散力 和诱导力分量？ 高分子复合材料-聚合物与粘接 * 粘合功 如果生成化学键， 为化学反应引起的界面自由能改变。 高分子复合材料-聚合物与粘接 * 固体表面张力与粘接强度 理想情况：完美无缺的界面 界面有长度为c的小裂纹，固体断裂强度为 为与裂纹形状有关的常数， E为杨氏模量。 c 高分子复合材料-纤维表面处理 * 纤维表面处理 纤维生产过程中的表面处理 防止纤维表面破坏 润滑 约束纤维，以利于加工 纤维用于复合材料时的表面处理 在纤维和基体之间提供化学连接，改善界面结合状况。 在纤维和基体之间形成弱边界层。 高分子复合材料-纤维表面处理 * 表面氧化处理 利用空气、氧气等在高温下进行表面氧化处理；或者利用液态强氧化剂如硝酸、酸性重铬酸钾等进行处理。 在表面产生-COOH、-C-OH、-C=O等一系列活性基团。 高分子复合材料-概述 * 偶联剂 铬络合物偶联剂 : 由不饱和有机酸与三价铬离子形成的金属铬络合物。 硅烷偶联剂 : 通式为RSiX3，式中R代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力，X代表能够水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基等）。 钛酸酯偶联剂 : ①单烷氧基型 这类偶联剂适用于多种树脂基复合材料体系，尤其适合于不含游离水、只含化学键合水或物理水的填充体系；②