是目前应用广泛的钛酸酯偶联剂，如三异硬酯酰基钛酸 异丙酯(TTS)。 适合范围：
用于不含游离水，只含化学键合水或物理结合水的干燥 填料体系。
Eg：碳酸钙、水合氧化铝等。
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2 单烷氧基焦磷酸酯基型 适合范围： 用于含湿量较高的填料体系，如陶土、滑石粉等。 三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯(TTOPP—385)就是典型 的单烷氧基焦磷酸酯基型偶联剂。
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填充、增强材料的表面处理
为了改进增强纤维与基体之间的界面结构，改善两者间的结合性能， 需要对增强纤维进行适当的表面处理。
表面处理的方法是在增强纤维表面涂覆上一种称为表面处理剂的物质， 包括浸润剂、偶联剂等其它助剂，以制造与基体间好的粘结界面。
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１ 粉状颗粒的表面处理技术
无机粉体填料与有机高聚物的不相容性，重视研究改善粉 体填料的表面性质。
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聚合物基复合材料界面的形成及作用机理 1. 界面的形成 两个阶段：基体与增强材料的接触与浸润过程；基体与增强 材料通过相互作用使界面固定阶段 界面层的结构包括：界面的结合力、界面区域的厚度和界面 的微观结构 通常对纤维进行表面处理以增强界面结合力
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2. 界面作用机理
（1）界面张力、表面自由能、比表面能
lv
sv sl时，cos 0, 90o,不润湿
lv sv sl 0时，0<cos 1, 0o 90o,润湿
sv sl lv时，cos 1， 0o，完全润湿，粘附功最大
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B. 化学键理论 偶联剂作用机理 强调增加界面的化学作用是改进复合材料性能的关键 硅烷偶联剂具有两种性质不同的官能团，一端为亲玻璃纤维的官能团 (X)，一端为亲树脂的官能团(R)，将玻璃纤维与树脂粘结起来，在界面 上形成共价键结合
概述
复合材料的界面: 指基体与增强物之间化学成分有显著变化的、构成彼 此结合的、能起载荷传递作用的微小区域。
界面通常可能包含以下几个部分： 基体和增强物的部分原始接触面； 基体与增强物生成的反应产物； 基体和增强物的互扩散层； 增强物上的表面涂层； 基体和增强物上的氧化物及它们的反应产物之间的接触面等。
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复合材料中的界面构成
复合材料中的界面并不是一个单纯的几何面，而是一个多层结构的过渡 区域，界面区是从与增强剂内部性质不同的某一点开始，直到与树脂基 体内整体性质相一致的点间的区域。 复合材料的界面层，除了在性能和结构上不同于相邻两组分 相外，还具有如下特点： (1) 具有一定的厚度； (2) 性能在厚度方向上有一定的梯度变化； (3) 随环境条件变化而改变 。
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复合材料的界面机能
界面的机能归纳为以下几种效应: 1) 传递效应 将外力传递给增强物，起到桥梁作用。 2) 阻断效应 阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中 3) 不连续效应 在界面上产生物理性能的不连续性的现象 4) 散射和吸收效应 光波、声波等在界面产生散射和吸收 5) 诱导效应 增强物的表面结构使聚合物基体与之接触的物质的结构由 于诱导作用而发生改变，由此产生一些现象，如强的弹性、低的膨胀性、 耐冲击性和耐热性等。
沃兰的R基团及Cr-OH将与基体树脂反应，实验证明，粘附强度随纤维 表面上铬含量的提高而提高。
物质表面层中的分子与本体中的分子二者所处的力场是
不同的。以与饱和蒸汽相接触的液体表面分子与内部分子受
力情况为例：
l-g界面（液体表面）
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（２）润湿与接触角 润湿
原来的固-气界面被新的固-液界面置换的过程。 固体表面的润湿程度可以由液体分子对其表面的作用力 大小来表征。
接触角（θ）
当一液滴在固体表面上不完全展开时，在气、液、固 三相会合点，液-固界面的水平线与气-液界面切线之间通 过液体内部的夹角θ，称为接触角。
1、硅烷偶联剂 ； 2、钛酸酯类构通式：
(RO)m Ti - (OX-R’-Y)n
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(RO)m Ti - (OX-R’-Y)n
(RO)为钛酸酯和无机填料进行化学结合的官能团；
-Ti(OＸ)部分为钛酸酯的有机骨架，与聚合物的羧基之间 进行相互交换，起酯基和烷基转移反应；
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２玻璃纤维的表面处理
有机铬合物类表面处理剂：有机酸与氯化铬的络合物（A）；以甲基 丙烯酸氯化铬配合物（沃兰）应用最为广泛（B）
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沃兰对玻璃纤维表面的处理机理 1. 沃兰水解
2. 玻璃纤维表面吸水
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3. 沃兰与吸水的玻璃纤维表面反应 1) 沃兰之间及沃兰与玻璃纤维表面间形成氢键
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2) 干燥，沃兰之间及沃兰与玻璃纤维表面间缩合-醚化反应
—X部分是和分子核心软相结合的基团，对钛酸酯的性质 有着重要影响；
R’是长链分子基团，起缠绕作用，能与热塑性树脂缠绕结 合在一起，改善冲击性能；
Y为胺基、丙烯酸、烃基及末端氢原子等；
m、n为官能团数。n＞2时为多官能团的钛酸酯，可与多 官能团的热塑性及热固性树脂起作用。
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根据分子结构及偶联机理，钛酸酯偶联剂可分为四种基 本类型。 1 单烷氧基脂肪酸型
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3 螯合型 适用范围： 用于高湿填料和含水聚合物体系。 Eg：湿法二氧化硅、陶土、滑石粉、硅酸铝、水处理玻璃纤 维、炭黑等。 这类偶联剂分两种基本类型：螯合100型和螯合200型。 反应示意如下 ：
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螯合200型与填料表面的反应式:
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4 配位体型 适用于许多填充体系。 配位体型钛酸酯偶联剂可以避免一些副反应： Eg：1、在聚酯中的酯交换反应； 2、在环氧树脂中与羟基反应； 3、在聚氨酯中与聚醇或异氰酸酯反应等。 其偶联机理与单烷氧基钛酸酯偶联剂类似。
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界面发挥作用的微观机理
A. 界面浸润理论 浸润角的概论 完全浸润将使基体与填充剂间的粘结强度将大于基体的内聚强度
(a) 不完全浸润
(b) 不浸润
良好的浸润性，只是两个组元间可达到良好粘结的必要条件，并非充分条件
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当三力平衡时，处于平衡态，则有，
sv sl lv cos
即 sl sv lv cos 0 ——杨氏方程 讨论： cos sv sl