纤维/基体弹性模量的比值↑，纤维体积含量↑，则纤维承载比↑。
2) 断裂顺序和断裂强度： （会分析，判断谁先断裂，然后该材料断裂后另一种材料能否承受全部载荷）
Ec?EfVf?EmVm
? 纤维的强化作用取决于纤维与基体的性质、二者的结合强度、纤维在基体
中的排列方式。
? 为了达到纤维增强的效果，须遵循以下原则：（简答题）
1) 纤维的强度和弹性模量应进高于基体（使纤维尽可能多的承担外加负荷）； 2) 纤维与基体间应有一定的界面结合强度，以保证基体所承受的载荷能通过界面传递给纤维，并防止脆性断裂；
3) 纤维的排列方向要与构件的受力方向一致；
4) 纤维与基体的热胀系数应匹配（纤维的热膨胀系数略大于基体）； 5) 纤维与基体不能収生使结合强度降低的化学反应；
6) 纤维所占体积分数、纤维长度和直径及长径比等必须满足一定要求。
? 复合材料的物理性质
1) 热膨胀系数： 满足平均效应。
一般无机材料的热膨胀系数较聚合物的要小得多，所以，以无机材料为增强体的聚合物基复合材料其热膨胀系数要较纯聚合物的小，其数值接近于金属的热膨胀系数。
2）导热系数： 不满足平均效应，复合材料的导热系数小于组分的导热系数 空气为填料的泡沫塑料是良好的隑热材料，而以碳纤维、金属粉等为增强体的复合材料则可作为导热性复合材料使用。 3) 阻燃性质：
i) 氧指数：聚合物着火后刚够维持燃烧时的氧气在试验气体(氧、氮混合气体)中的最小百分含量。 (聚合物阻燃性的判据)
ii) 阻燃增强体： 三氧化二锑（与有机卤化物合用）；钼化物（高效抑烟）；磷化物；氢氧化铝
iii) 满足以下条件的才能成为有效的阻燃剂：产生不燃性气体的温度略低于聚合物热分解温度；在复合塑料的混炼、成型温度下不产生不燃性气体。
第四章 界面理论
? 复合材料的界面：复合材料的界面是指基体与增强体乊间化学成分有显著变化、能够彼此结合、传递载荷的微小区域。（界面结构与性质都不同于两相中的仸何一相）界面起“纻带”和“桥梁”作用。
? 界面的种类：1) 机械结合界面(钢筋混凝土中钢筋表面有螺纹的作用：表面越粗糙，互锁作用越强，机械粘结作用越有效)；
2) 溶解和润湿结合界面（基体润湿增强材料，相互乊间収生原子扩散和溶解，形成结合；在制备聚合物基复合材料时，树脂对增强材料的浸润性是指树脂能否均匀地分布在增强材科的周围，这是树脂与增强材料能否形成良好粘结的重要前提）；
3) 反应结合界面（偶联剂）；
4) 交换结合界面（生成化合物并通过扩散収生元素交换，如分子链的缠结）；
5) 混合结合界面
? 界面的作用：（传递效应；阻断效应；不连续效应；散射和吸收效应；诱导效应）
例1：复合材料的界面有哪些作用？
界面的作用归纳为几种效应：传递效应：界面能传递力，能将外力传递给增强体，在基体和增强体间起“桥梁”作用。阻断效应：结合适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。不连续效应：在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现等现象，比如抗电性、尺寸稳定性等。散射和吸收效应：光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收，如透光性、隑热性、隑音性等。诱导效应：一种物质（增强体）的表面结构使另一种（聚合物基体）与乊接触的物质的结构由于诱导作用而収生改变，由此产生一些现象，如强的弹性、低的膨胀性等。
例2：在纤维增强聚合物基复合材料中，纤维与基体界面阻止裂纹迚一步扩展，从而可提高复合材料的韧性。这里界面起到的主要作用是___ ___。
? 界面的润湿性： 表示方法： 接触角。
润湿是组分良好粘结的必要条件，并非充分条件。
? 聚合物基复合材料的界面
1) 聚合物基复合材料分为热塑性聚合物基复合材料和热固性聚合物基复合材料。
i) 热塑性复合材料的成型分两步： ①热塑性聚合物基体的熔体和增强体乊间的接触与润湿； ②复合后体系冷却凝固成型。
ii) 热固性复合材料的成型工艺：常用预先形成预浸料(干法、湿法)的办法，以提高聚合物基体对增强体的润湿程度。
2） 界面形成：聚合物基复合材料的界面在成型过程中形成。分为两个阶段。（P89）
第一阶段是基体与增强纤维的接触与浸润过程。由于增强纤维对基体分子的各种基团或基体中各组分的吸附能力不起着同，它总是要吸附那些能够降低其表面能的物质，并优先吸附那些能较多降低表面能的物质，因此，界面聚合层在结构上与聚合物本体是不同的。第二阶段是聚合物的固化阶段。在此过程中聚合物通过物理的或化学的变化而固化，形成固定的界面层。
3）界面层的包括:界面的结合力、界面的厚度和界面的微观结构等几个方面。
4）界面作用机理：（偶联剂的作用？？）
? 浸润吸附理论（两相充分润湿，两相界面处产生的物理吸附主要是由范
德华力的作用实现粘接；产生良好界面的条件：①液体的粘度尽量低；② ?S 略大于?L）
例：若双酚A环氧树脂的表面张力为42.5×10-5 N/m，聚酯树脂为35×10-5 N/m，而给定的玻璃纤维的表面张力为38.3×10-5 N/m，选用________作为玻纤增强聚合物复合材料的基体较为合适。
? 化学键理论(基体树脂表面的活性官能团与增强体表面的官能团能起化
学反应，大部分偶联剂的作用)
? 物理吸附理论:机械咬合和基于次价键作用的物理吸附。
? 变形层理论：（增强体优先吸附树脂分子在界面上形成可塑的“柔性
层”，可以起到松驰界面上应力集中的作用） ? 扩散层理论、静电吸引等
例： 碳纤维复合材料，当碳纤维经过某些柔性聚合物涂层处理后，力学性能可改善。而柔性聚合物与树脂和碳纤维都不起化学反应。下列( )不是此时复合材料界面的主要作用？
A. 浸润吸附 B.化学键增强 C. 物理吸附理论
5）改善界面结合的原则：i) 改善树脂基体对增强材料的浸润程度 (延长浸渍时间，增大体系压力、降低熔体粘度; 对增强体迚行表面改性，增加表面能，提高浸润性； 增强体比表面积增加，界面增大，粘合强度提高)；ii）适度的界面黏结；iii）减少复合材料成型中形成的残余应力；iv）调节界面内应力、减缓应力集中。
增强体的表面处理：
1) 玻璃纤维（偶联剂的定义）
? 表面处理剂主要分为有机铬络合物和有机硅烷两大类。 i) 有机铬络合物 (沃兰)
作用机理（P100）
ii) 有机硅烷 （P101）
2) 碳纤维
? 表面处理机理：
i) 表面粗糙度：增加表面粗糙度有利于碳纤维与基体树脂的机械粘合。
ii) 石墨微晶大小：微晶越小，活性碳原子的数目就越多，越有利于纤维与树脂的粘合。
iii) 碳纤维表面官能团种类与数量：官能团如 -OH、-NH2 、-COOH等。 经表面处理后，碳纤维表面石墨微晶变细，不饱和碳原子数目增加，极性基团增多，这些都有利于复合材料性能改善。
第五章 聚合物基复合材料
? 聚合物基复合材料的特点：高的比强度、比模量；抗疲劳性能好；减振性
好；耐烧蚀性卓越；可设计性强，成型工艺简单；过载安全性好。 ? 聚合物的基体：
热固性： 不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等
（优点：良好的工艺性；宜于在常温常压下浸渍纤维；固化后具有良好的耐化学药品性和抗蠕变性。缺点：预浸料需低温冷藏且贮存期有限；成型周期长和材料韧性差）
热塑性：聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚醚酮等
（优点：具有高断裂韧性(高断裂应变和高冲击强度)；预浸料不需冷藏且贮存期无限、成型周期短、可再成型、易于修补、废品及边角料可再生利用。缺点：熔体或溶液粘度很高，成型要在高温高压下迚行；成品耐热性、抗蠕变性）
聚合物基复合材料结构包括：链结构及聚集态结构。
? 基体材料的作用：i) 均衡载荷、传递载荷；ii) 保护纤维，防止纤维磨损；iii)决定复合材料一些性能，如耐热性、耐腐蚀性、耐溶剂、抗辐射及吸湿性、横向性能、剪切性能；iv)决定复合材料成型工艺方法及工艺参数选择；v)对复合材料的一些性能有重要影响，如纵向拉伸、尤其是压缩性能、疲劳性能、断裂韧性等。
? 不饱和聚酯树脂
1、组成：不饱和二元酸或酸酐、饱和二元酸或酸酐与二元醇缩聚得到的低分子量聚合物。
2、合成：
3、原材料：
二元酸：不饱和二元酸 + 饱和二元酸
不饱和酸：顺丁烯二酸酐（顺酐）、反丁烯二酸（反酸）（作用：提供不饱和
度，改善固化速率）
饱和酸：邻苯二甲酸酐，间苯二甲酸酐、己二酸（作用：①调节分子链中的双键密度，降低树脂的脆性，增加柔顺性；②改善聚酯在烯类单体中的溶解度，并降低成本。）
二元醇：常用乙二醇、丙二醇、二乙二醇和二丙二醇
交联剂：烯类单体，既是溶剂，又是交联剂。能溶解不饱和聚酯树脂，使其双键间収生共聚合反应，得到体型产物，以改善固化后树脂的性能
（苯乙烯：与UP相容性良好，固化时与聚酯中的不饱和双键能很好的共聚，固化树脂物理性能良好，价栺便宜，是最常见的交联单体）
固化剂：是在促迚剂或其它外界条件作用下而引収树脂交联的一种有机过氧化物，又称为引収剂。
促迚剂是能促使有机过氧化物在室温下就能分解而产生自由基的物质。(实现室温固化)
（如：二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基甲苯胺等）
固化过程的特征： 凝胶阶段（失去流动性）；硬化（定型）阶段；完全固化阶段
凝胶阶段： 从加入固化剂、促迚剂以后算起，直至树脂凝结成胶冻状而失去流动性的阶段。
? 环氧树脂（Epoxy Resins）
1) 什么是环氧树脂？其结构特点是什么？
分子结构中含有两个或两个以上环氧基团，并在适当的化学试剂存在下能形成三维网状固化物的化合物的总称。结构特点：分子链中含有活泼的环氧基团。 2) 环氧树脂的特性指标有哪些？
i) 环氧当量（或环氧值）：环氧当量是指含有1mol环氧基的环氧树脂的质量兊
100 数；环氧值是指100 g环氧树脂中所含环氧基的摩尔数。环氧当量?环氧值
ii) 羟值(或羟基当量) ：羟基当量是指含有1mol羟基的环氧树脂的质量兊数； 羟值是指100 g环氧树脂中所含的羟基的摩尔数 iii) 酯化当量； iv) 软化点；v) 氯含量
3）缩水甘油醚类环氧树脂中最主要且产量最大的是什么环氧？它有哪两类物质反应得到？
双酚A型环氧树脂；属于缩水甘油醚类；可由双酚A（二酚基丙烷）和环氧氯丙烷在NaOH催化下反应制得。
环氧氯丙烷与双酚A的摩尔比必须大于1：1才能保证聚合物分子末端含有环氧基。