所谓浸润,即是把不同的液滴放到不同的固体表面上,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”。 有时液滴仍团聚成球状,这一现象称为“不浸润”或“浸润 不好”。 液体对固体的浸润能力,可以用浸润角来表示 当9≤90°时,称为浸润; 当9≥90°时,称为不浸润: 0=0° 及180°时,则分别为完全浸润和完全不浸润
11 所谓浸润,即是把不同的液滴放到不同的固体表面上,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” 。 有时液滴仍团聚成球状,这一现象称为“不浸润”或“浸润 不好” 。 液体对固体的浸润能力,可以用浸润角θ来表示 当θ≤90°时,称为浸润; 当θ≥90°时,称为不浸润; 当θ=0°及180°时,则分别为完全浸润和完全不浸润
0L4 OL. 图4-2液体在固体表面浸润情况 1805年Young提出平衡接触角0与固气、固液和液气界面 自由能有下述关系: GSA=YSL+GLA COSO (3-1) 讨论:①若cs4<Ys,则cos0<0,>90°,液体不能浸润固体。 当0=180°时,表面完全不浸润,液体呈球状; ②若oLA>SA-YSLI时,则1>c0s0>0,<90°,液体能浸润 固体; ③若oA=SA-YSLE时,则c0s0=1,0=0°,这时液体完全 浸润固体; ④若cLA<GSA-YSL时,则液体在固体表面完全浸润(0=0) 时仍未达到平衡而铺展开来。 12
12 1805年Young提出平衡接触角θ与固气、固液和液气界面 自由能有下述关系: σSA=γSL+σLA cosθ (3-1) 讨论:① 若σSA< γSL,则cosθ <0, θ>90° , 液体不能浸润固体。 当θ=180 °时,表面完全不浸润,液体呈球状; ② 若σLA > σSA- γSL时,则1> cosθ >0, θ<90° , 液体能浸润 固体; ③ 若σLA =σSA- γSL时,则cosθ =1, θ=0°,这时液体完全 浸润固体; ④ 若σLA < σSA- γSL时,则液体在固体表面完全浸润( θ=0 °) 时仍未达到平衡而铺展开来
从式(3·1)可知,改变研究体系的表 面张力σ,就能改变接触角0,即改变系统 的润湿情况。 固体表面的润湿性能与其结构有关,改变 固体的表面状态,即改变其表面张力,就 可以达到改变润湿情况的目的,如对增强 纤维进行表面处理,就可改变纤维与基体 材料间的润湿情况 13
13 从式(3-1)可知,改变研究体系的表 面张力σ,就能改变接触角θ,即改变系统 的润湿情况。 固体表面的润湿性能与其结构有关,改变 固体的表面状态,即改变其表面张力,就 可以达到改变润湿情况的目的,如对增强 纤维进行表面处理,就可改变纤维与基体 材料间的润湿情况
第二阶段: 液态(或粘流态) 组分的固化过程,即凝固或化学反应。 固化阶段受第一阶段影响,同时它也直接决定着所形成的界面 层的结构。 以热固性树脂的固化过程为例,固化剂所在位置是固化反应的 中心,固化反应从中心以辐射状向四周扩展,最后形成中心密 度大、边缘密度小的非均匀固化结构,密度大的部分称做胶束 或胶粒,密度小的称做胶絮。 在依靠树脂本身官能团反应的固化过程中也出现类似的现象。 后处理过程:固-固界面自身完善与平衡的过程 14
14 第二阶段: 液态(或粘流态)组分的固化过程,即凝固或化学反应。 固化阶段受第一阶段影响,同时它也直接决定着所形成的界面 层的结构。 以热固性树脂的固化过程为例,固化剂所在位置是固化反应的 中心,固化反应从中心以辐射状向四周扩展,最后形成中心密 度大、边缘密度小的非均匀固化结构,密度大的部分称做胶束 或胶粒,密度小的称做胶絮。 在依靠树脂本身官能团反应的固化过程中也出现类似的现象。 后处理过程:固-固界面自身完善与平衡的过程
界面的作用: 使纤维和基体形成一个整体,通过它传递应力。如 果纤维表面没有应力,而且全部表面都形成了界面, 则界面区传递应力是均匀的。 实践证明,应力是通过基体与纤维间的粘合键传递 的。若基体与纤维间的湿润性不好,胶接面不完全, 那么应力的传递面积仅为纤维面积的一部分,所以 为使复合材料内部能均匀传递应力,显示出优良的 性能,要求复合材料的制备过程中形成一个完整的 界面区
15 界面的作用: 使纤维和基体形成一个整体,通过它传递应力。如 果纤维表面没有应力,而且全部表面都形成了界面, 则界面区传递应力是均匀的。 实践证明,应力是通过基体与纤维间的粘合键传递 的。若基体与纤维间的湿润性不好,胶接面不完全, 那么应力的传递面积仅为纤维面积的一部分,所以 为使复合材料内部能均匀传递应力,显示出优良的 性能,要求复合材料的制备过程中形成一个完整的 界面区