四川大学高分子866考研复试复合材料第5章 复合材料界面改性与界面设计
碳纤维结构示意图
1一每个微晶体包含25层平面2一基础面的碳原子；3一表面的边缘碳原于；4一缺陷
18玻璃纤维表面偶联作用的简化模型
玻璃纤维表面的反应性主要由表面明显的碱性和Si—OH 所决定。特别是Si—OH 基团。具有一般活泼一OH 基所具有的反
应性质。
23
26
与玻璃纤维的作用机理
第一种机理
28第二种机理
2930
3133硅烷偶联剂是偶联剂中最重要的一大类型，除了已广泛应用的几十种外，近来又开发了许多新的品种，下面介绍主要的几个品种。
①耐高温型硅烷偶联剂
(3)特殊品种硅烷偶联剂
过氧化物型硅烷偶联剂
特点：一是偶联作用的获得是通过过氧化物热裂解，而不是通过烷氧基团的水解；二是偶联作用不局限于玻璃纤维增强塑料，而是适用于一大类相似或不相似物质之间的偶联。
35③阳离子型硅烷偶联剂
阳离子硅烷，除了具有一般水解型硅烷的性质外，还同时具有阳离子表面活性剂的作用，可改善无机物在树脂中的分散性。
36
④水溶性硅烷偶联剂
其化学名称为二聚氮什酰胺基三甲氧基硅烷。它是一种水溶性偶联剂，在分子主链上含有硅氧烷功能基团和氨基反应活性基团。
结构通式
沃兰
有机铬络合物无水时的结构式
沃兰是一种有机酸铬络合物，它通常配成水、异丙醇或丙酮的溶液，该溶液是酸性的，一般是暗绿色，常用的是它的水溶液。
41沃兰与玻纤表面的作用机理
◆
本身水解
42
43
用化学气相沉积(CVD)的方法加涂碳化硅；
将碳纤维在高温下与四氯化硅—氢混合气体相接触。
碳纤维的电解处理装置
1一碳纤维，2一张紧轮，3一阳极，4一阴极，5一电解液
6一热空气干燥器，7一热空气蚊风机，8一收卷装置
集聚的内应力得到释放，也提高了强度。
式中：R是带有所需官能团的烷基或芳烷基。如接枝环氧基，使环
氧复合材料的层间剪切强度可提高3倍左右。72
78
91
碳纤维经硝酸或浓碱处理后，表面增加了-COOH 、C=O 、C －OH ，与环氧树脂复合后强度提高的多。
95
（5）可逆水解理论
这两个可逆反应建立了键形成-断裂动态平衡，依靠这种动态平衡，在界面上起着几个作用。使界面始终保持一定的粘合强度。
可解释偶联剂处理过的树脂基复合材料湿态强度保留率
98即外界微量的水使氢键在应力作用下破坏并在新的位置
上再结合。另外也有实验证明，在碳纤维表面涂上柔性
的高分子如聚乙烯醇后即能改善抗剪性能。
（10）酸解作用理论
该理论认为，酸性表面可与碱性表面通过酸碱相互作用结合
。这里所说的酸碱是个广义的酸碱。物质的酸碱性可用酸性E和碱性参数C来表示。
当两相发生酸碱相互作用时，酸碱相互作用焓Δ
ΔH＝E A E B+C A C B
式中，下标表示A，B两相。
复合材料界面与设计
先进聚合物复合材料界面设计与表征进展 姓名：卢刚班级：材研1005 学号：104972100244 摘要：本文简述了界面的形成与作用机理，着重介绍了聚合物基复合材料界面改进的几种方法。 关键词：聚合物；复合材料；界面 Abstract：This paper briefly describes the formation of the interface and the mechanism of action,mainly introduces some methods about the UI improvement of the polymer-based composites. 1引言 聚合物基复合材料是由纤维和基体结合为一个整体，使复合材料具备了原组成材料所没有的性能，并且由于界面的存在，纤维和基体所发挥的作用，是各自独立而又相互存在的。 界面是复合材料组成的重要组成成分，它的结构与性能，以及粘合强度等因素，直接关系到复合材料的性能。所以，复合材料界面问题的研究有着十分重要的意义。 现代科学的发展为复合材料界面的分析表征提供了强有力的手段。扫描电镜、红外光谱、紫外光谱、光电子能谱、动态力学分析、原子粒显微镜等，在复合材料界面分析表征中得到充分利用，为揭示界面的本质、丰富界面的理论做出了重要贡献。 2界面的形成与作用机理 2.1界面的形成 复合材料体系对界面要求各不相同，它们的成形加工方法与工艺差别很大，各有特点，使复合材料界面形成过程十分复杂，理论上可分为两个阶段：第一阶段：增强体与基体在一组份为液态（或粘流态）时的接触与浸润过程。在复合材料的制备过程中，要求组份间能牢固的结合，并有足够的强度。要实现这一点，必须要使材料在界面上形成能量最低结合，通常都存在一个液态对固体的相互浸润。所谓浸润，即把不同的液滴放到不同的液态表面上，有时液滴会立即铺展开来，遮盖固体的表面，这一现象称为“浸润”。
复合材料的界面改性
界面及界面改性方法 界面结合强度低，则增强纤维与基体很容易分离，在材料的断面可观察到脱粘、纤维拔出、纤维应力松弛等现象，起不到增强作用；但界面结合强度太高，则增强纤维与基体之间应力无法松弛，形成脆性断裂。 在研究和设计界面时，不应只追求界面粘结而应考虑到最优化和最佳综合性能。 1、聚合物基复合材料界面 界面结合有机械粘接与润湿吸附、化学键结合等。 大多数界面为物理粘结，结合强度较低，结合力主要来自如色散力、偶极力、氢键等物理粘结力。 偶联剂与纤维的结合（化学反应或氢键）也不稳定，可能被环境（水、化学介质等）破坏。一般在较低温度下使用，其界面可保持相对稳定。增强剂本身一般不与基体材料反应。 聚合物基复合材料界面改性原则： 1）在聚合物基复合材料的设计中，首先应考虑如何改善增强材料与基体间的浸润性。一般可采取延长浸渍时间，增大体系压力、降低熔体粘度以及改变增强体织物结构等措施。２）适度的界面结合强度 ３）减少复合材料中产生的残余应力 ４）调节界面内应力和减缓应力集中 聚合物基体复合材料改性方法 １、颗粒增强体在热塑性聚合物基体加入两性相溶剂(增容剂)，则能使液晶微纤与基体间形成结合良好的界面 ２、纤维增强体复合材料界面改善 a)纤维表面偶联剂 b)涂覆界面层 c)增强体表面改性 2、金属基复合材料界面 金属基体在高温下容易与增强体发生不同程度的界面反应，金属基体多为合金材料，在冷却凝固热处理过程中还会发生元素偏聚、扩散、固溶、相变等。 金属基复合材料界面结合方式有化学结合、物理结合、扩散结合、机械结合。总的来讲，金属基体复合材料界面以化学结合为主，有时也会出现几种界面结合方式共存。 金属基体复合材料的界面有3种类型：第一类界面平整、组分纯净，无中间相。第二类界面不平直，由原始组分构成的凸凹的溶解扩散型界面。第三类界面中含有尺寸在亚微米级的界面反应物。多数金属基复合材料在制备过程中发生不同程度的界面反应。 金属基复合材料的界面控制研究方法： 1）对增强材料进行表面涂层处理在增强材料组元上预先涂层以改善增强材料与基体的浸润性，同时涂层还应起到防止发生反应的阻挡层作用。 2）选择金属元素改变基体的合金成分，造成某一元素在界面上富集形成阻挡层来控制界面反应。尽量避免选择易参与界面反应生成脆硬界面相、造成强界面结合的合金元素 3）优化制备工艺和参数金属基体复合材料界面反应程度主要取决于制备方法和工艺参数，因此优化制备工艺和严格控制工艺参数是优化界面结构和控制界面反应的有效途径。 3、陶瓷基复合材料的界面 陶瓷基体复合材料指基体为陶瓷材料的复合材料。增强体包括金属和陶瓷材料。界面结合方式与金属基体复合材料基本相同，有化学结合、物理结合、机械结合和扩散结合，其中以化学结合为主，有时几种结合方式同时存在。 陶瓷基体复合材料界面控制方法
四川大学高分子化学试题2008-2009下期(A).
四川大学期末考试题(2008——2009下学期 课程号:30006640课序号:课程名称:高分子化学任课教师: 成绩: 适用专业年级:高材07级 学生人数:印题份数: 份学号:姓名: 考试须知 四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试,必须严格执行《四川大学考试工作管理 办法》和《四川大学考场规则》。有考试违纪作弊行为的,一律按照《四川大学学生考试违纪作弊处罚条例》进行处理。 四川大学各级各类考试的监考人员,必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》、《四川大学考场规则》和《四川大学监考人员职责》。有违反学校有关规定的,严格按照《四川大学教学事故认定及处理办法》进行处理。 一、名词解释(10分 Ziegler-Natta 催化剂 活性聚合 缩聚反应 竟聚率 动力学链长
二、写出合成下列高聚物的聚合反应式(10分 1. CH 2 CH 2 CH 3 C CH 3 n 注:1试题字迹务必清晰、书写工整 本题6页,本页为第1页2题间不留空,一般应题卷分开教务处试题编号: 3务必用A4纸打印 学号:姓名: 2.聚对苯二甲酰对苯二胺 3.SBS树脂 4.有机玻璃(AIBN引发,写出各基元反应 本题6页,本页为第2页 教务处试题编号: 三、填空(共30分,每空1分1.聚氯乙烯聚合度的近似公式为 ,工业上控制其聚合度和聚合反应速度 的方法分别是
和。 2.聚合物热降解的机理包括 、 两类,试举出按照此两类热降 解机理降解的两种聚合物和 。 3.悬浮聚合反应应使用 (水或油引发剂,如 ;乳液聚合反应应使用 (水或油引发剂,如 。 4.自由基聚合反应除通过引发剂引发聚合反应以外,还可以通过其他方式引发聚合,如 、 和 。(任意写出三种即可。 5.聚氨酯的合成原料为 和 。6.聚合物聚合度变大的化学反应有
木塑复合材料界面改性
木塑复合材料界面改性 摘要:介绍了聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯制备的木塑复合材料界面改性的研究进展，阐述了界面改性对木塑复合材料性能的影响,并对木塑复合材料的应用前景进行了展望。 木塑复合材料是近年来兴起的环保型复合材料，由聚合物基体和木纤维（木粉、竹粉、稻壳、秸秆等）按一定比例加工而成。制备木塑复合材料的聚合物基体有热固性聚合物和热塑性聚合物，而热塑性聚合物可回收利用、连续生产，是制备木塑复合材料的主要聚合物基体。常用的热塑性聚合物有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。由于热塑性木塑复合材料中木纤维的填充量较高，聚合物基体与木纤维之间的界面相容性较差，影响了木塑复合材料的力学性能；此外，氢键的作用也导致木纤维之间的作用力增强，从而影响木纤维在聚合物基体中的分散。因此如何改善聚合物基体与木纤维之间的界面相容性是制备性能优良的木塑复合材料的关键。木塑复合材料的界面改性主要通过改性木纤维或添加界面改性剂的方法进行。木纤维的改性包括物理改性和化学改性。物理改性（如干燥、交联）的主要作用是增强纤维素表面与聚合物基体的啮合；化学改性主要是将纤维素表面的羟基反应掉，形成化学键，如将木纤维表面的羟基进行乙酰化以降低木纤维的表面活化能，或利用相容剂的羧基或酰基与纤维素中的羟基发生酯化反应[1]，如马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)、异氰酸酯、氯化苯甲酰等。从改性效果来看，化学改性方法明显优于物理改性方法。添加界面改性剂改善木塑复合材料界面相容性是使用较多的方法。界面改性剂通常一端含有极性基团，另一端含有非极性基团。极性基团能与木纤维的极性部分亲和，而非极性基团则和极性较弱的聚合物基体亲和。界面改性剂主要是起桥梁的作用，通过降低两相间的界面能，促进木纤维在树脂相中的分散，降低木纤维之间的凝聚力，提高聚合物基体的分散能力；并且加强了高分子链与木纤维间的机械缠结以增强两者的界面亲和力，从而提高复合材料的力学性能。常用的界面改性剂有马来酸酐接枝聚烯烃、硅烷偶联剂、钛酸酯、铝酸酯等[2]。木塑复合材料的界面改性方法多种多样。木纤维的改性或界面改性剂的合成可以在加工木塑复合材料之前独立进行，也可以在加工过程中原位进行，从工业化生产的角度来看，越简单的界面改性方法越有利于降低成本和推广应用。 1热塑性木塑复合材料界面改性的研究进展 1.1PP基木塑复合材料的界面改性 PP是常用的制备木塑复合材料的聚合物之一，但它是非极性聚合物，与木纤维的界面相容性较差。PP-g-MAH是常见的PP基木塑复合材料的界面改性剂[3-5]，因为马来酸酐价格便宜，界面改性效果良好，而且PP-g-MAH可采用反应性挤出，生产效率高。PP-g-MAH能降低木纤维的表面自由能并降低纤维之间的吸附力，增强聚合物基体的渗透能力，改善纤维的分散和取向，通过机械啮合提高界面黏合力。PP-g-MAH与木纤维表面的羟基在碱性催化剂作用下能发生酯化反应，在聚合物与木纤维之间形成桥梁，从而提高界面黏合力[6]。此外，采用马来酸酐对木纤维进行接枝改性也是改善木塑复合材料界面相容性的重要方法。Nenkova等[7]在含有10％马来酸酐的丙酮溶液中采用过氧化二苯甲酰(BPO)和过氧化二异丙苯(DCP)引发马来酸酐对木纤维进行表面改性，木纤维和马来酸酐发生化学反应，增加了界面黏合力，制得的PP基木塑复合材料的力学性能有了较大的提高。Demir等[8]分别采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(AS)、三甲氧基甲硅烷基丙硫醇(MS)和PP-g-MAH作为PP/丝瓜纤维复合材料的界面改性剂，改善了聚合物与丝瓜纤维的相容性，提高了其力学性能和抗吸湿性。AS和MS改性后的复合材料界面黏合力增强，其中MS改性的复合材料力学性能较高。近年来也有研究者采用固相接枝法[9]或熔融接枝法[10]开发出多种单体的PP接枝共聚物，其具有接枝率高、界面改性效果好等优点，是木塑复合材料优良的界面改性剂。
聚合物基复合材料的界面研究进展
大学研究生课程论文 题目聚合物基复合材料的界面研究进展成绩 专业材料工程 课程名称、代码1512011080405 年级 姓名学号 时间年月 任课教师
聚合物基复合材料的界面研究进展 【摘要】界面的好坏是直接影响复合材料性能的关键因素之一。当复合材料受到外力作用时，除增强材料和基体受力外，界面亦起着极其重要的作用。本文主要综述无机刚性粒子增强复合材料、无机纳米粒子增强复合材料、纤维增强复合材料、原位复合材料的界面特性及其改性方法，并简要介绍了各种复合材料的增强机理，界面相容性。 【关键词】聚合物；复合材料；综述；增强 1 前言 界面是复合材料极为重要的微观结构，它作为增强体与基体连接的“桥梁”，对复合材料的物理机械性能有至关重要的影响。复合材料一般是由增强相、基体相和它们的中间相(界面相)组成，它们各自都有其独特的结构、性能与作用，增强相主要起承载作用，基体相主要起连接增强相和传载作用，界面是增强相和基体相连接的桥梁，同时是应力的传递者[1]。目前对增强相和基体相的研究已取得了许多成果，但对作为复合材料三大微观结构之一的界面问题的研究却不够深入，其原因是测试界面的精细方法运用起来较困难，描述的理论尚不完整，尤其从力学的角度研究界面的性质、作用及其对复合材料力学性能的影响和破坏机理等方面的工作正在开展。界面的性质直接影响着复合材料的各项力学性能[2]，尤其是层间剪切、断裂、抗冲击等性能，因此随着复合材料科学和应用的发展，复合材料界面及其力学行为将越来越受到重视。 复合材料的强度、刚性及韧性是代表其物理机械性能的重要指标，对复合材料进行界面改性使两相界面具有合适的粘附力，形成一个相互作用匹配且能顺利传递应力的中间模量层，以提高聚合物基复合材料的力学性能一直是高分子材料科学的重要研究领域[3]。 2 无机刚性粒子增强聚合物基复合材料及其界面 无机刚性粒子增强聚合物是近年来研究的热点，它克服了以往用弹性体、热塑性树脂增韧聚合物时在韧性提高的同时刚性下降的缺点。常用的无机刚性粒子[4]有CaCO3、SiC、BaSO4、滑石、硅石灰、蒙脱土以及煤灰等。欧玉春[5]等提出刚性粒子增强增韧聚合物的界面结构模型，即在均匀分散的刚性粒子周围嵌入具有良好界面结合和一定厚度的柔性界面相，以便在材料经受破坏时能引发银纹，终止裂缝的扩展。在一定形态结构下它还可引发基体剪切屈服，从而消耗大量冲击能，又能较好地传递所承受的外应力，达到既增强又增韧的目的。 在PP/CaCO3复合体系中用酯酸类偶联剂在刚性粒子表面引入柔性或弹性界面层，降低
高分子复合材料重点
高分子复合材料重点． “高分子复合材料”练习题第1章绪论 2、简述复合材料的特性。
A 比强度和比模量,复合材料的突出特点是比强度与比模量高。 B 抗疲劳性能 C 减振性能 D 过载安全性 E 高温性能良好 F 具有可设计性 第2章基体材料 2、述不饱和聚酯树脂固化中交联剂的选择
以及引发剂的结构特点； 交联剂的选择一般对交联剂有如下的 要求：高沸点、低粘度，能溶解树脂呈均匀溶液，能溶解引发剂、促进剂及染料；无毒，反应活性大，能与树脂共聚成均匀的共聚物，共聚物反应能在室温或较低温度下进行。 引发剂的结构特点：引发剂一般为有机过氧化物 4、简述酚醛树脂的种类及其常用固化剂； 酚醛树脂的种类：a．热固性酚醒树脂 b．热塑．其它类型酚醛树脂 c性酚醛树脂． (a)低压钡酚醛树脂。(b)硼酚醛树脂。(c) 改性酚醛树脂。 常用固化剂：热固性塑料酚醛树脂一般采 用酸
类固化剂。常用的酸类固化剂有盐盐酸或磷酸，也可用对甲苯磺酸、苯酚磺酸或其它的磺酸。 5 简述热塑性树脂的特点及其常用产品； 热塑性树脂的特点：就是加热软化甚至熔融，冷却后硬化，这个过程是可以反复进行的，因此，热塑性树脂的加工成型是非常方便的。 常用的热塑性树脂：有聚乙烯、聚碳酸酌、聚甲醛、聚苯醚、聚矾、豪四氟乙烯等。
6、简述聚苯硫醚的结构及其物理特性。 聚苯硫醚是以硫化钠和对二氯苯为原料制 备的，在其分子链中含有苯硫基，分子结构式为右方所 示。 聚苯硫醚为一种线型结构，当在空气中加热到345℃以上时，它就会发生部分交联。固化的聚合物是坚韧的，且是非常难溶的。聚苯疏醚具有优异的综合性能。表现为突出的热稳定性，优良的化学稳定性、耐蠕变性、刚性、电绝缘性及加工成型性。． 第3章复合材料的增强材料 2、简述玻璃纤维的物理性能和化学性能；物理性能：具有不燃、耐高温、化学稳定性好等
涂料与粘合剂-四川大学高分子科学与工程学院
《四川大学本科课程简介》（中、英文版）格式 课程号：300043020 课程名称：涂料与粘合剂 总学时：32 学分：2 先修课程：高分子化学面向对象：本科生 考核方式：考试任课教师：凌红 课程简介（250-300字）： 该课程主要是一门应用类课程。在该课程中对涂料分类、命名方法做了介绍。对主要涂料品种（如环氧类涂料、酚醛类涂料、聚氨酯类涂料、聚酯涂料）的制备方法进行了较为详细的讲解：包括所需要的化学原料，中间所发生的化学反应（包括聚合反应）的反应方程式、反应条件，同时发生的副反应，及各种影响因素，都进行了详细的分析。对于主要涂料品种进行了配方分析和配方计算。对主要的涂装方法进行了介绍。介绍了主要的粘合剂品种，对于主要的粘合剂品种进行了配方分析。作为一门应用类课程，在课本中还包含大量的生产实例。通过该课程的学习，使学生对于目前市场上主要的涂料和粘合剂有一定的认识。 推荐教材或主要参考书（含教材名，主编，出版社，出版年月）：《涂料工艺》，陈士杰主编，化学工业出版社，1995年6月；《现代涂料与涂装工程》，郑天亮主编，北京航空航天大学出版社，2003年6月；《涂料工艺》，涂料工艺编委会编，化学工业出版社，1997年12月《新型粘合剂与涂料化学品》，汪多仁编，中国建材工业出版社，2000年5月；《常用粘合剂》，黄福堂编，中国石化出版社，1999年1月。 备注：理论课 Course Code: 300043020 Course Name: Coating and Adhesives Total Hours: 32 Credit: 2 Textbook name: （Press ,Author）《Coating Technology》Chenshijie, Chemical Industry Press, June 1995; 《Modern Coating and Painting Engineering》Zhengtianliang, Beijing University of Aeronautics and Astronautics Press, June 2003; 《Coating Technology》Coating Technology Editoral Board, Chemical Industry Press, December 1997; 《New Type of Adhesive and Coating Chemicals》Wangduoren, China Building Materials Industry Press, May 2000; 《Common Adhesive》Huangfutang, China Petrochemical Press, January 1999. Course Description: The course is mainly an application type. In the course the coating classification and nomenclature are introduced. The preparation methods of the main coating species (such as epoxy coating, phenolic coating, polyurethane paint, polyester paint) have been explained in more detail: Including raw materials, chemical reactions (including the polymerization reactions)，the reaction equations, the reaction conditions, simultaneous side-reactions, and various influencing factors. For some main coating types, the coating formulations are also analyzed. The main methods of painting are introduced. In addition, the main types of adhesives are introduced, and the formulas of the some adhesives are analyzed too. As an application type course, there are a large number of production examples in the textbook. This course helps students to have perceptual knowledge on the current market of the coatings and adhesives.
四川大学高分子材料专业本科必修计划表
必修计划表 开课学年开课 学期 课程号课程名学分学时 考试 类型 是否 双学 位 课程 属性 高档 课标 志 1 1 105007040 大学英语-1 4 64 考试必修 1 1 107032030 思想道德 修养与法 律基础 3 48 考试必修 1 1 201072040 微积分 （Ⅰ）-1 4 80 考试必修 1 1 201080030 线性代数 （理工） 3 58 考试必修 1 1 203005030 大学化学 （Ⅰ）-1 3 48 考试必修 1 1 301078010 金属材料 专业概论 1 16 考试必修 1 1 302049030 工程制图 （Ⅰ） 3 48 考试必修 1 1 888004010 体育-1 1 3 2 考查必修1 1 900002010 军训 1 32 考查必修 1 1 909008020 大学计算 机基础 2 36 考试必修 1 1 998009000 形势与政 策-1 0 16 考试必修 1 2 105008040 大学英语-2 4 64 考试必修 1 2 107048020 中国近现 代史纲要 2 32 考试必修 1 2 201018030 概率统计 （理工） 3 58 必修 1 2 201073050 微积分 （Ⅰ）-2 5 9 6 必修 1 2 202025030 大学物理 （理工） Ⅱ-1 3 48 必修 1 2 202041020 大学物理 实验（理 工）Ⅲ-1 2 32 必修 1 2 203006020 大学化学 （Ⅰ）-2 2 32 必修 1 2 888005010 体育-2 1 32 考查必修1 2 900001010 军事理论 1 16 考试必修 1 2 907002030 电工技术 基础（Ⅰ） 3 48 必修
碳纤维表面改性及其在尼龙复合材料中的应用研究进展
工 程 塑 料 应 用 ENGINEERING PLASTICS APPLICATION 第47卷，第7期2019年7月 V ol.47，No.7Jul. 2019 141 doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2019.07.026 碳纤维表面改性及其在尼龙复合材料中的应用研究进展 张顶顶1，张福华1，杨吉祥1，李晓峰1，李彦希2，曾骥1 (1.上海海事大学海洋科学与工程学院，上海 201306； 2.浙江四兄绳业有限公司，浙江台州 317016) 摘要：对近几年碳纤维(CF)表面改性及其在CF 增强尼龙(CFRPA)复合材料中的应用研究情况进行了综述，将CF 表面改性方法划分为干法改性、湿法改性和纳米材料多尺度改性三大类。其中干法改性包括气相氧化法、等离子体氧化法和辐照处理；湿法改性包括液相氧化法、阳极电解氧化法和上浆处理法；纳米材料多尺度改性包括石墨烯、碳纳米管等纳米材料改性。比较了各种表面改性方法的优缺点，并对CFRPA 复合材料中CF 表面改性技术的发展进行了展望。 关键词： 碳纤维；尼龙；复合材料；界面结合；表面改性中图分类号：TQ327.3 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2019)07-0141-06 Research Progress on Surface Modification of Carbon Fiber and Its Application in Polyamide Composites Zhang Dingding 1， Zhang Fuhua 1， Yang Jixiang 1， Li Xiaofeng 1， Li Yanxi 2， Zeng Ji 1 (1. College of Ocean Science and Engineering ， Shanghai Maritime University ， Shanghai 201306， China ； 2. Zhejiang Four Brothers Rope Co. Ltd.， Taizhou 317016， China) Abstract ：Research situations of surface modification of carbon fiber (CF) and its application in CF reinforced polyamide (CFRPA) composites in recent years were reviewed. Accordingly ，the surface modi ?cation of CF can be classi ?ed into dry modi ?ca-tion methods ，wet modi ?cation methods and nanomaterials multi-scale modi ?cation methods. The dry modi ?cation methods include gas phase oxidation ，plasma oxidation and irradiation treatment ，the wet modi ?cation methods include liquid phase oxidation ，anodic electrolytic oxidation and sizing treatment ， the nanomaterials multi-scale modi ?cation methods include graphene modi ?cation and carbon nanotube modi ?cation. The advantages and disadvantages of various surface modi ?cation methods were compared ，and the development of CF surface modi ?cation technology in CFRPA composites was prospected. Keywords ：carbon ?ber ；polyamide ；composite ；interfacial bonding ；surface modi ?cation 碳纤维(CF)增强热塑性树脂复合材料具有轻质高强，耐腐蚀和出色的热稳定性等优点，已广泛应用于航空航天、汽车、建筑等行业[1–6]。尼龙(PA)作为一类典型的热塑性树脂与CF 形成的复合材料具有优异的综合性能。CF 增强PA (CFRPA)复合材料与热固性复合材料相比具有可回收性、易于加工、成型时间短、抗冲击性好等优点[7–9]。CFRPA 复合材料的力学性能首先取决于CF 和PA 树脂基体自身性质。同时，纤维与基体之间的界面粘结性很大程度上决定了复合材料的最终力学性能。 然而，未经任何处理CF 表面是非极性的[10–11]，表面活性官能团极少、化学惰性较强，但PA 树脂基体因含有大量的 酰胺键通常表现为极性，造成了CF 与PA 树脂基体之间浸润性较差，界面粘结力较弱，限制了CFRPA 复合材料在更多领域的应用。因此，要想扩大CFRPA 复合材料应用范围，获得力学性能更为优异的CFRPA 复合材料就必须对CF 表面进行改性。通过对CF 表面改性可以有效增大CF 表面的粗糙度，同时在其表面引进大量的活性官能团，改善纤维与基体之间的浸润性，进而提高纤维表面与基体之间的机械嵌锁力和化学键合力，使得所受应力在纤维与基体界面之间得到有效传递。 基于PA 复合材料的CF 表面改性方法可以分为以下三大类：干法改性、湿法改性和纳米材料多尺度改性。干法 基金项目：上海市自然科学基金项目(15ZR1420500) 通讯作者：张福华，博士，副教授，主要从事复合材料应用基础研究 E-mail ：fhzhang@https://www.360docs.net/doc/e614672467.html, 收稿日期：2019-03-12 引用格式：张顶顶，张福华，杨吉祥，等.碳纤维表面改性及其在尼龙复合材料中的应用研究进展[J].工程塑料应用，2019，47(7)：141–146. Zhang Dingding ，Zhang Fuhua ，Yang Jixiang ，et al. Research progress on surface modification of carbon fiber and its application in polyamide composites[J]. Engineering Plastics Application ，2019，47(7)：141–146.
四川大学高分子复试注意
每年的形式都是一样的，基本不会有什么变化。 第一天下午（3月29日），专业课笔试（两个小时）： 首先是60分的7道大题，高物高化，非常灵活。 第一题，酚醛、脲醛中苯酚和尿素的官能度是多少？ 第二题，阴离子合成嵌段聚合物方程式合成题，考的是方程式； 第三题，大概是那些类型的反应可以是定向聚合反应？（题目就一句话感觉无从下手，答案是不是也很简单呢，当时我就举了很多实际例子，太简单的答案应该给不了太多的分吧）比如配位聚合、阴离子聚合等等； 还有考的是，结晶对材料性能产生的影响？比如力学、光学、密度等。还有一道题考自由基聚合速率方程、动力学链长方程（问的是AIBN 引发的苯乙烯自由基聚合怎样才能实现速率增加一倍而动力学链长不变哦） 最后一题是，各种分子量的表达式尤其粘均分子量你会吗？测各种分子量的方法，尤其各种方法测的直接参数是什么，各种方法的优缺点？ 后面是40分的选做题，8选4，每题10分，考有机化学、复合材料、高分子合成、高分子加工四门课，每门2题，选择4道题回答。题量有点大，和初试差不多，但初试是3个小时做完，这里只有2个小时， 我当时就看了有机和加工，其余的两科没看，时间紧任务重啊。有机考的很简单（感觉都像高化题）一道是，自由基排序如甲基自由基、苄基（知道是什么吗？）乙烯基自由基（它的活性我最纠结）还有一
个想不起来了，排完以后一定要说明原因哦，高化书上有；另一道是阐述自由基聚合机理的特点；加工题是，挤出成型的特点比如连续还是间歇等等，另一个是什么聚合物共混物的性能变化相对于均聚物；合成好像考的气相聚合、於浆聚合（一看就不会的那种，我们学校报合成方向的可能会吧，我选的是绝缘一点不会）；复合材料考的有一道是表面处理方法（不会）。 复试的科目大家都可以从招生简章上看到，涉及有机化学、高分子物理、高分子化学、高分子合成、高分子加工、复合材料和专业英语这7 门。而且相当注重对平时细节的积累。边边角角和平时不注意、不重点、不曾理会的知识点都是经常喜欢考的。 第二天的面试环节 第二天上午，专业课面试和英语面试全面展开。160人分为两组，每组80人各有专业面试和英语面试同时展开。我专业课面试排在54号（第二天下午），英语是27号（第二天上午）。 第二天上午，我考英语面试(教材他们川大用的那本，材料都是从哪里出的，作者叫曹钰练什么的)。形式是教授问你叫什么，来自哪里，很简单（但是他们另一组好像用作自我介绍），然后抽一个题目，大概一段话的长度，读、翻译，之后教授用英语问问题，你用英语回答专业英语，重点是单词。它不会像初试英语那么考技巧、长难句、意义、分析啊之类的，考的是你对这门科学相应知识的了解。我的英文
高分子复合材料重点
高分子复合材料重点
“高分子复合材料”练习题 第1章绪论 2、简述复合材料的特性。 A 比强度和比模量,复合材料的突出特点是比强度与比模量高。 B 抗疲劳性能 C 减振性能 D 过载安全性 E 高温性能良好 F 具有可设计性 第2章基体材料 2、述不饱和聚酯树脂固化中交联剂的选择以及引发剂的结构特点； 交联剂的选择一般对交联剂有如下的要求：高沸点、低粘度，能溶解树脂呈均匀溶液，能溶解引发剂、促进剂及染料；无毒，反应活性大，能与树脂共聚成均匀的共聚物，共聚物反应能在室温或较低温度下进行。 引发剂的结构特点：引发剂一般为有机过氧化物4、简述酚醛树脂的种类及其常用固化剂； 酚醛树脂的种类：a．热固性酚醒树脂 b．热塑性酚醛树脂 c．其它类型酚醛树脂
(a)低压钡酚醛树脂。(b)硼酚醛树脂。(c)改性酚醛树脂。 常用固化剂：热固性塑料酚醛树脂一般采用酸类固化剂。常用的酸类固化剂有盐盐酸或磷酸，也可用对甲苯磺酸、苯酚磺酸或其它的磺酸。 5 简述热塑性树脂的特点及其常用产品； 热塑性树脂的特点：就是加热软化甚至熔融，冷却后硬化，这个过程是可以反复进行的，因此，热塑性树脂的加工成型是非常方便的。 常用的热塑性树脂：有聚乙烯、聚碳酸酌、聚甲醛、聚苯醚、聚矾、豪四氟乙烯等。 6、简述聚苯硫醚的结构及其物理特性。 聚苯硫醚是以硫化钠和对二氯苯为原料制备的，在其分子链中含有苯硫基，分子结构式为右方所 示。 聚苯硫醚为一种线型结构，当在空气中加热到345℃以上时，它就会发生部分交联。固化的聚合物是坚韧的，且是非常难溶的。聚苯疏醚具有优异的综合性能。表现为突出的热稳定性，优良的化学稳定性、耐蠕变性、刚性、电绝缘性及加工成型性。
第十五章-复合材料的界面及界面优化设计
复合材料
第三部分 复合材料的增强材料
第十五章 复合材料的界面及界面优化设计
教学目的:通过本章的学习，掌握复合材料的界面及 作用，聚合物基复合材料的界面及改性方法，几种聚 合物基复合材料的形成和改善界面的途径，界面表征 的方式。 重点内容: 1、复合材料的界面及界面改性方法。 2、复合材料改善界面的途径。 难点:复合材料界面与性能的关系。 熟悉内容:复合材料界面的研究内容及方法。
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主要英文词汇：
Composite material---复合材料 Composite interface---复合材料界面 Residual stress of composite interface---复合材料界面 残余应力 Reaction of composite interface---复合材料界面反应 Modification of composite interface---复合材料的界 面改性 Mechanics of composite interface---复合材料界面力学
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Bonding strength of composite interface---复合材料界面 黏结强度 Optimum design of composite interface---复合材料界面 优化设计 Compatibility of composite interface---复合材料界面相 容性 Mechanics of composite---复合材料力学 Micromechanics of composite---复合材料细观力学
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参考教材或资料：
1、复合材料学----周祖福 （武汉理工大学出版社，2004年） 2、现代复合材料----陈华辉 邓海金 李 明 （中国物质出版社,1998） 3、复合材料概论----王荣国 武卫莉 （哈尔滨工业大学出版社,1999） 4、复合材料--------吴人洁（天津大学出版社,2000） 5、复合材料科学与工程---倪礼忠,陈麒(科学出版社,2002) 6、复合材料及其应用—尹洪峰,任耘（陕西科学技术出版社,2003） 7、高性能复合材料学---郝元恺,肖加余 (化学工业出版社,2004) 8、新材料概论--- 谭毅, 李敬锋(冶金工业出版社,2004) 9、先进复合材料----鲁 云 朱世杰 马鸣图 （机械工业已出版社,2004） 10、复合材料--------周曦亚（化学工业出版社,2005）
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15、复合材料的界面及界面优化设计
21世纪对材料要求多样化，复合材料开发有很大发 展，复合材料整体性能的优劣与界面结构和性能关系密 切。
15.1复合材料的界面概念
复合材料的界面是指基体与增强相之间化学成分有显 著变化的、构成彼此结合的、能起载荷传递作用的微小区 域。 复合材料的界面是一个多层结构的过渡区域，约几个 纳米到几个微米。大量事实证明，复合材料的界面 复合材料的界面实质上 界面相 是纳米级以上厚度的界面层(Interlayer)或称界面相 (Interphase)。
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川大高分子面试题
川大高分子面试题 三大合成材料机理 气相色谱，GPC的应用，原理，实验操作聚乙烯和聚苯的刚性 本体聚合分段进行 通用高分子为什么广泛应用 竞聚率测定 材料结构与性能的基本原理 SBS 甲基丙烯酸甲酯的提纯 高分子科学与工程国内外文献 PE.PP,PS比较柔性 应力应变曲线 高分子面临的挑战 共聚物的表征 散热方法 硫化橡胶交联体系 嵌段共聚物的表征 TGA的影响因素 测几个特殊温度TG,TM,TC,TF 红外光谱 增塑机理，应用，性能评价 毕业设计内容 玻璃化温度和软化点的区别 热固性和热塑性的区别 橡胶的阻尼性为什么高于塑料 高分子前景 本体聚合 高分子诺贝尔奖获得者 橡胶的添加剂和表面处理 有机高分子材料和无机非金属的区别 自由基聚合分子量控制 共聚组成控制 三种聚乙烯的不同 环境友好材料 PVC为什么难以加工 高分子材料应用 如何提高缩聚反应分子量 挤出注塑 PS和PMMA如何区别共聚与共混 我国高分子材料生产状况 聚合物改性原理方法 醋酸乙烯酯是无定形聚合物，溶于水后为何能结晶聚乙烯醇结构 如何表征聚合物结构形态 什么是聚合物及复合材料 PA66形成分子间氢键还是分子内氢键 如何鉴别阴阳非离子乳化剂 玻璃钢原料和制备方法 三种测定分子量方法及优缺点 PVC加工过程的添加剂 硫化橡胶，聚合物的粘流体哪个有粘弹性DSC的影响因素 共聚物相容性的表征，如何增加共聚物相容性 紫外光谱能测定什么结构 通用塑料有哪些 如何判断共聚物的相容性 根据高分子结构与性能，提出消除公害方法自由基聚合和缩聚反应区别 悬浮聚合的危险期及特点 苯乙烯丙烯酸丁酯如何表征 熔融聚合为什么一开始不能高真空 高分子科学研究前沿领域 聚合物性能和相结构关系 测量聚合物结晶度方法 高分子行业的机遇和挑战 共聚物结构性能原理出发说一下可燃性，耐热性，透明性，稀释性 聚合物的共混方法 结晶度含义及测定方法 能不能通过蒸馏提纯聚合物 如何区分热固性和热塑性 PVC能不能制造纤维 有机化学与高分子化学关系 说出有增粘性的物质 PE,PP是塑料，乙丙橡胶是橡胶？ 核磁共振在聚合物中的应用 高分子材料在高新技术领域的应用 玻璃纤维增强的作用 复合材料组分 实验研究与工业研究的区别
高分子基复合材料
高分子基复合材料 Polymer Matrix Composite Materials 课程编号：07370380 学分：2 学时：30 (其中：讲课学时：30 实验学时：0 上机学时：0) 先修课程：材料科学导论、高分子化学、大学物理 适用专业：高分子材料与工程、复合材料与工程 教材：《聚合物复合材料》黄丽主编，中国轻工业出版社，2012.01 第二版开课学院：材料科学与工程学院 一、课程的性质与任务 高分子基复合材料是建立在数学、物理学、化学等课程知识的基础上，为材料科学与工程专业学生开设的一门专业方向课，其性质为选修。 通过本课程的学习，旨在让学生获得复合材料的有关基本理论和基本知识，为拓宽学科方向和今后从事相关研究和工作奠定必要的基础。其主要任务是使学生具备下列知识和能力： 1.熟悉复合材料的常用基体材料和常用增强材料结构与性能； 2.初步掌握聚合物基、碳基、纤维增强复合材料的种类和基本性能； 3.能够根据实际要求合理设计材料，从微观或亚微观水平上选定合适的基体和 增强体或功能体； 4.依靠复合材料设计知识，确定合适的表面处理技术和成型工艺； 5.了解先进复合材料的发展概况。 二、课程的基本内容及要求 第1章绪论 1. 教学内容 （1）.复合材料的发展史 （2）.复合材料的定义、命名及分类 （3）.复合材料的特性 （4）.对高性能复合材料的期望及开发现状 2. 学习要求 （1）.了解复合材料的发展简史 （2）.掌握复合材料的概念、分类及命名规则 （3）.理解复合材料的特性及发展趋势 3. 重难点 掌握复合材料的定义及特性既是本章的重点，也是难点
第2章基体材料 1. 教学内容 （1）.概述 （2）.聚合物基体 （3）.金属基体 （4）.陶瓷基体 （5）.碳基体 2. 学习要求 （1）.理解基体的概念 （2）.掌握基体在复合材料材料中的作用及对复合材料性能的影响（3）.了解复合材料中常用的基体类型 （4）.掌握聚合物基体的特性 3. 重难点 （1）.重点是熟悉复合材料中基体的类型及各类基体的特性（2）.难点是掌握几种常用聚合物基体的制备原理和工艺 第3章复合材料的增强材料 1. 教学内容 （1）.玻璃纤维 （2）.碳纤维 （3）.有机高分子纤维 （4）.陶瓷纤维 （5）.金属纤维 （6）.晶须 （7）.粉体增强材料 2. 学习要求 （1）.理解增强材料在复合材料中的作用 （2）.理解各类增强材料增强原理 （3）.掌握常用增强材料的制备工艺 3. 重难点 （1）.重点是理解各类型增强材料的增强机制和特点 （2）.难点是掌握几种常用增强材料的制备工艺 第4章纤维复合材料及其制造方法 1. 教学内容 （1）.聚合物基复合材料
四川大学高分子材料专外复习资料
川大高分子材料专业外语期末考试复习资料 一、单词 1. Material Polyethylene（PE）, polypropylene（PP）, polyamide（PA）, polyester（聚酯）Polystyrene（PS）, polycarbonate(PC), polyvinyl chloride(PVC), polymethyl methacrylate(PMMA) Synthesis(合成), polymerization（聚合）, catalyst（催化剂）, chemical reactivity（化学反应）, monomer（单体） Thermoplastic（热塑性）, thermoset（热固性）, elastomer（弹性体） 2. Structure double bond（双键）, repeat unit（重复单元）, conformation（构象）, pendant group（侧基）, branch chain（支链）, coil（线团） number average molecular weight （数均分子量） intermolecular attraction（分子间作用力）, hydrogen bonding（氢键）, entanglement（缠结）, orientation（取向） Amorphous（非晶的）, crystalline（结晶的）, crosslinked （交联） Nucleation（成核）, folded chain model（折叠连模型）, spherulite （球晶） Blend（混合）, composite（合成的）, morphology（形态学）, composition（合成物）, component （零部件）, matrix phase（基体相） Infrared spectroscopy （红外光谱） differential scanning calorimetry（DSC） X-ray diffraction（X衍射） 3. Property glass transition temperature（玻璃化温度）, melting point（熔点）, decomposition（分解）, degradation（降解）, thermal stability（热稳定性）, coefficient of thermal expansion（热膨胀系数） impact toughness（冲击韧性）, tensile strength（拉伸强度）, reinforcement（增强）, melt index （熔融指数） Modulus（模量）, stress-strain curve（应力-应变曲线）, elongation at break（断裂伸长率）, deformation（形变） Creep（蠕变）, stress relaxation（应力松弛）, annealing（退火） shear-thinning / thickening（剪切变稀/增稠） Pseudoplastic（假塑性）, viscoelasticity（粘弹性） 4. Processing twin-screw extruders（双螺杆挤出机） injection molding（注塑成型） Die（模具）, mold（模具、制模）, cavity（中空的） processing aids / additives（加工助剂）, filler（填料） Melt（融化）, plasticizing（增塑）, solidify（固化） 二、段落 1、Because of the close connection between the terms resins, plastics, and polymers, they are sometimes used interchangeably, although correctly used there are differences. To summarize, polymers are any material made up of molecular chains; plastics are synthetic（合成的）,