第二章材料表面处理工艺及设备教学参考资料武汉理工大学精品课程
第二章 材料表面处理工艺及设备 教学参考资料 武汉理工大学精品课程
1材料表面处理工艺及设备引言：复合材料作为一个多相体系、材料的性能除了与组份材料有关之外，还与组份材料之间的界面性能有密切的关系。复合材料界面理论就是一门专门研究复合材料界面性能的课程。复合材料界面理论在复合材料生产中的应用即为增强材料的表面处理。2.1增流纤维表面处理的意义一、复合材料基本性能与增强材料和共体材料间界面性能的（或与增强纤维表面处理的）关系。1、复合材料的基本性能与单一组份材料性能的非线性关系，再次表明界面性能在复合材料基本性能中的重要作用。2、复合材料的界面性能，当然与纤维、本体两者的表面性能有关，但更重要的是取决于纤维的表面性能（表面组成、结构，性质等）。3、增强材料表面处理的目的，改善纤维的表面性状、提进纤维与基体间的粘接性能，最终提高复合材料的基本性能。二、阻碍或影响纤维与树脂基体相互粘接的主要因素①GF呈圆柱体、光滑表面，其表面张力较大，具有多层吸附水。（化学吸附水及物理吸附水。）②GF在拉丝及纺织工序中，GF表面常添加纺织型浸润剂（石蜡型浸润剂）其中的蜡类物质如果有留于GF表面，将严重妨碍GF/Resin的界面粘接。③从相容性原理和分子扩散原理分析：GF与多类聚合物树脂结构均相差很大、相容性差；GF分子非极性，树脂分子有些虽有粘性基因，但由于分子链长、基团大，使其极性基因受到制约，与树脂分子之间不易相互扩散。④另外，CF因其表面惰性，尤其是高弹CF，这与树脂的浸润性和粘接性均很差
1 材料表面处理工艺及设备 引言： 复合材料作为一个多相体系、材料的性能除了与组份材料有关之外，还与组 份材料之间的界面性能有密切的关系。 复合材料界面理论就是一门专门研究复合材料界面性能的课程。 复合材料界面理论在复合材料生产中的应用即为增强材料的表面处理。 2.1 增流纤维表面处理的意义 一、复合材料基本性能与增强材料和共体材料间界面性能的（或与增强纤维 表面处理的）关系。 1、复合材料的基本性能与单一组份材料性能的非线性关系，再次表明界面 性能在复合材料基本性能中的重要作用。 2、复合材料的界面性能，当然与纤维、本体两者的表面性能有关，但更重 要的是取决于纤维的表面性能（表面组成、结构，性质等）。 3、 增强材料表面处理的目的，改善纤维的表面性状、提进纤维与基体间的 粘接性能，最终提高复合材料的基本性能。 二、阻碍或影响纤维与树脂基体相互粘接的主要因素 ①GF 呈圆柱体、光滑表面，其表面张力较大，具有多层吸附水。（化学吸附 水及物理吸附水。） ②GF 在拉丝及纺织工序中，GF 表面常添加纺织型浸润剂（石蜡型浸润剂）， 其中的蜡类物质如果有留于 GF 表面，将严重妨碍 GF/Resin 的界面粘接。 ③从相容性原理和分子扩散原理分析： GF 与多类聚合物树脂结构均相差很大、相容性差；GF 分子非极性，树脂分 子有些虽有粘性基因，但由于分子链长、基团大，使其极性基因受到制约，与树 脂分子之间不易相互扩散。 ④另外，CF 因其表面惰性，尤其是高弹 CF，这与树脂的浸润性和粘接性均 很差
关于纤维表面性能改善经过了长期研究，不同的纤维由于表面特性不同，采用的处理方法也不同，如GF有效的方法是被覆表面处理剂，而CF则有氧化法等其他方法。无论那种方法无非是在纤维/树脂界面上产生一系列物理、化学变化，提高纤维与树脂之间的浸润性和粘接性。关于表面处理剂在GF表面及界面的微观物理、化学反应，我们将在后面的处理剂的作用机理时讲授、这是我们看看处理剂对GRP宏观性能的影响。三、举例说明纤维源表面处理对其性能的影响1.处理剂对GRP人工气候老化结果的影响未经处理的GF一GRP初始强度很低，因老化强度损失严重、曲线下降速度较快。经处理的GF一GRP强度下降缓慢，具有更高的强度保留值。2、处理剂对FRP耐水性的改善见表2-1表2-1几种处理剂对196聚酯FRP水煮后弯曲强度保留。处理剂强度保留率（%）水煮沃兰未处理A-151KH-570时间（h)原始强度（kg/cm2）2520324030303380269.984.396.093.3853.970.992.491.62454.055.882.285.44852.250.669.667.27248.849.861.263.2而且处理剂对于FRP的耐腐蚀性，电绝缘性对FRP的强度（特别是湿度下的强度）提高等等，都有显著的效果。2.2GF的表面性质一、玻璃纤维与树脂的界面界面的概念，即两种不同介质的交接面
关于纤维表面性能改善经过了长期研究，不同的纤维由于表面特性不同，采 用的处理方法也不同，如 GF 有效的方法是被覆表面处理剂，而 CF 则有氧化法 等其他方法。无论那种方法无非是在纤维/树脂界面上产生一系列物理、化学变 化，提高纤维与树脂之间的浸润性和粘接性。 关于表面处理剂在 GF 表面及界面的微观物理、化学反应，我们将在后面的 处理剂的作用机理时讲授、这是我们看看处理剂对 GRP 宏观性能的影响。 三、举例说明纤维源表面处理对其性能的影响 1. 处理剂对 GRP 人工气候老化结果的影响 未经处理的 GF→GRP 初始强度很低，因老化强度损失严重、曲线下降速度 较快。经处理的 GF→GRP 强度下降缓慢，具有更高的强度保留值。 2、处理剂对 FRP 耐水性的改善见表 2-1 表 2-1 几种处理剂对 196#聚酯 FRP 水煮后弯曲强度保留。 未处理 沃兰 A-151 KH-570 原始强度（kg/cm2） 2 8 24 48 72 2520 69.9 53.9 54.0 50.6 48.8 3240 84.3 70.9 55.8 52.2 49.8 3030 96.0 92.4 82.2 69.6 63.2 3380 93.3 91.6 85.4 67.2 61.2 而且处理剂对于 FRP 的耐腐蚀性，电绝缘性对 FRP 的强度（特别是湿度下 的强度）提高等等，都有显著的效果。 2.2 GF 的表面性质 一、玻璃纤维与树脂的界面 界面的概念，即两种不同介质的交接面。 处理剂 强 度 保留 率（%） 水 煮 时间（h）
物化中的界面，根据物质的聚集状态，界面分为五种。纤维纺织聚合物基复合材料中的界面，主要是指纤维与树脂间的界面，以及纤维与填料、树脂与填料等界面。关于纤维与树脂的界面性能，我们已经说过主要取决于纤维的表面性能，因此我们不是通过GF的表面性能y而是GF/树脂的界面性能。二、增强材料的表面性质包括填料的表面的物理性质，化学特性及表面性能与其的关系。1、增强材料表面的物理特性（表面形态、比面积）电光学或电子显微镜研究纤维表面形态，（圆柱体表面光滑，直径小5～20uM、20uM～30uM)。由于纤维直径很细，因而在复材中具有很大的比表面积As。（所谓比表面积As是指单位体积物质所占的表面积，As=（米-")）因此对一定量物质单位，As表面物质的分散程度。）例如，1cm3的玻璃块，拉成直径为8M的GF时，其表面积由6cm2增加至5000cm2，约增加800倍。下表（见P64，表2-1）是几种增强纤维的物理性质及表面性质。①纤维直径越小，其比表面积越大，当即分散程度越大。②碳纤维阻力较大的比表面，而硼，碳化硅的比表面较小，GF介于它们之间。2、纤维表面的化学特性及表面自由能纤维的表面化学组成与结构与本体不完全相同，一般认为GF一面存在以下几种化学结构组分：①-Si0，新生态②→Si—OH，不在层结构③→Si一OD，（D+为碱，碱土金属离子）④当一SiOH很接近时，易形成氢键离合
物化中的界面，根据物质的聚集状态，界面分为五种。 纤维纺织聚合物基复合材料中的界面，主要是指纤维与树脂间的界面，以及 纤维与填料、树脂与填料等界面。 关于纤维与树脂的界面性能，我们已经说过主要取决于纤维的表面性能，因 此我们不是通过 GF 的表面性能 y 而是 GF/树脂的界面性能。 二、增强材料的表面性质 包括填料的表面的物理性质，化学特性及表面性能与其的关系。 1、增强材料表面的物理特性（表面形态、比面积） 电光学或电子显微镜研究纤维表面形态，（圆柱体表面光滑，直径小 5～ 20uM、20uM～30uM）。 由于纤维直径很细，因而在复材中具有很大的比表面积 As。（所谓比表面积 As 是指单位体积物质所占的表面积，As= V S （米-1））因此对一定量物质单位， As 表面物质的分散程度。） 例如，1cm3 的玻璃块，拉成直径为 8M 的 GF 时，其表面积由 6cm2 增加至 5000cm2，约增加 800 倍。 下表（见 P64，表 2-1）是几种增强纤维的物理性质及表面性质。 ①纤维直径越小，其比表面积越大，当即分散程度越大。 ②碳纤维阻力较大的比表面，而硼，碳化硅的比表面较小，GF 介于它们之 间。 2、纤维表面的化学特性及表面自由能 纤维的表面化学组成与结构与本体不完全相同，一般认为 GF 一面存在以下 几种化学结构组分： ①→Si—O-，新生态 ②→Si—OH，不在层结构 ③→Si—OD，（D+为碱，碱土金属离子） ④当→Si—OH 很接近时，易形成氢键离合
其中，GF表面结构主要是第2种的硅层结构，第一种新生态，不稳定暴露在处易吸水转变或在表层结构，第三种种结构分量很少。综上所述，GF表面结构可认为，以硅层结构为主，有可分氢键缔合，含有少量碱，碱土金属氧化物，并且表面层吸附多层小分子。工￥HH纤维的表面的元素和官能团，决定了它们表面的反应活性，通过改变纤维表面的化学组成及结构，以提高其化学活性，这就是表面处理剂的机理。纤维的表面自由能纤维表的自由能的大小（即表面张力）是衡量纤维能合与树脂达到良好浸润的标准。（一般规律、固体若要使液体润湿、固体表面张力应大于液体表面张力）常用共价材料的表面张力约是35～45N/cm之间。如：通用型聚酯35N/cm，双酚A环氧43N/cm。因此要求纤维的表面张力大于45N/cm。大多增强纤维由于是有氧化表面，有利于形成具有高表面自由能（表面张力）的表面，但其它的表面被污染，或表面吸小，则表面张力下降，结合影响纤维表面的润湿。3、表面性质与表面结构的关系纤维的表面性质（尤其是表面化学性质、表面自由能、表面反应活性）不仅
其中，GF 表面结构主要是第 2 种的硅层结构，第一种新生态，不稳定暴露 在处易吸水转变或在表层结构，第三种种结构分量很少。综上所述，GF 表面结 构可认为，以硅层结构为主，有可分氢键缔合，含有少量碱，碱土金属氧化物， 并且表面层吸附多层小分子。 H H o H H o o S i o H o S i o H o S i o H o S i o S i o D + H 纤维的表面的元素和官能团，决定了它们表面的反应活性，通过改变纤维表 面的化学组成及结构，以提高其化学活性，这就是表面处理剂的机理。 纤维的表面自由能 纤维表的自由能的大小（即表面张力）是衡量纤维能合与树脂达到良好浸润 的标准。 （一般规律、固体若要使液体润湿、固体表面张力应大于液体表面张力） 常用共价材料的表面张力约是 35～45N/cm 之间。如：通用型聚酯 35N/cm， 双酚 A 环氧 43N/cm。因此要求纤维的表面张力大于 45N /cm。 大多增强纤维由于是有氧化表面，有利于形成具有高表面自由能（表面张力） 的表面，但其它的表面被污染，或表面吸咐小，则表面张力下降，结合影响纤维 表面的润湿。 3、表面性质与表面结构的关系 纤维的表面性质（尤其是表面化学性质、表面自由能、表面反应活性）不仅
与其表面化学组分有关，而且与其表面结构也有关。①已经知道洁净的活性表面自由能较高，但若表面污染（尤其是表面吸水）则将改变其表面结构，降低纤维的表面自由能而实际情况是GF具有较大的比表面积，组分中的非二氧化硅组分微观的均匀性，如吸湿性，因此GF表面很容易吸水，表面经多层吸附后而形成水膜（厚度约为水分子的100倍）。所以GF使用前必须通过热处理的除去表面的吸附水（加热110～150℃只能除去物理吸附水，加热800℃方可除去化学吸附水）。②表面吸附水不仅降低了表面自由能，而且还破坏GF的结构，影响其表面化学反应活性。a、由于在纤维SiO2网络中会有D+，吸附水的作用引起水解，产生碱性水溶液。=Si-O-D+H0 → =Si-OH+D++OHb、碱性水溶液将与SiO2网络反应，破坏[SiO2]骨架，使GF强度急剧下降。=Si-O-Si= +OH- → =Si-OH+ =Si-OC、而生成的=Si-O°+H,0→=Si-OH+OH继续产生碱性溶液，破坏[SiO2]骨架。界面理论的产生及其内容。针对阻碍GF与树脂界面粘接的各种因素（主要有三点）和玻璃纤维的表面特性，许多科研人员进行了大量研究。如：①60年代初，F.E，Huit运用红外光谱技术发现氯硅烷在室温下与干燥的GF表面（硅层结构）可发生化学吸附现象。②65～68年，J.G.Kite与K.E.Bell也报导了用带有有机官能团取代基的三甲氧基硅甲苯溶剂回流Si02、于150℃于大床，同样出现工学吸附。③70年代，J.L.Keining等人采用付立叶转换衍射光谱（FFIR）技术，发现偶联剂与GF之间经反应而形成Si一O一Si键。④同时，利用放射示踪技术，和电子显微镜进行研究证明，偶联剂对树脂也
与其表面化学组分有关，而且与其表面结构也有关。 ① 已经知道洁净的活性表面自由能较高，但若表面污染（尤其是表面吸水） 则将改变其表面结构，降低纤维的表面自由能而实际情况是 GF 具有较大的比表 面积，组分中的非二氧化硅组分微观的均匀性，如吸湿性，因此 GF 表面很容易 吸水，表面经多层吸附后而形成水膜（厚度约为水分子的 100 倍）。所以 GF 使 用前必须通过热处理的除去表面的吸附水（加热 110～150℃只能除去物理吸附 水，加热 800℃方可除去化学吸附水）。 ②表面吸附水不仅降低了表面自由能，而且还破坏 GF 的结构，影响其表面 化学反应活性。 a、由于在纤维 SiO2网络中会有 D+，吸附水的作用引起水解，产生碱性水溶 液。 ≡Si-O-D + H2O → ≡Si-OH + D+ +OHb、碱性水溶液将与 SiO2网络反应，破坏[SiO2]骨架，使 GF 强度急剧下降。 ≡Si-O- Si≡ + OH- → ≡Si- OH + ≡Si-Oc、而生成的 ≡Si-O- + H2O → ≡Si- OH + OH- 继续产生碱性溶液，破坏[SiO2]骨架。 界面理论的产生及其内容。 针对阻碍 GF 与树脂界面粘接的各种因素（主要有三点）和玻璃纤维的表面 特性，许多科研人员进行了大量研究。 如：①60 年代初，F.E，Huit 运用红外光谱技术发现氯硅烷在室温下与干燥 的 GF 表面（硅层结构）可发生化学吸附现象。 ②65～68 年，J.G.Kite 与 K.E.Bell 也报导了用带有有机官能团取代基的三甲 氧基硅甲苯溶剂回流 SiO2、于 150℃于大床，同样出现工学吸附。 ③70 年代，J.L.Keining 等人采用付立叶转换衍射光谱（FFIR）技术，发现 偶联剂与 GF 之间经反应而形成 Si—O—Si 键。 ④同时，利用放射示踪技术，和电子显微镜进行研究证明，偶联剂对树脂也
能发生化学反应形成共价键等等。根据大量的研究结果，逐渐形成了一些关于改善GF/树脂界面粘接性能的界面理论假设。如：偶联理论减轻界面局部应力理论防水层理论润湿理论等其中最具有代表性，最能说明问题的是偶联理论。所谓偶联理论：玻璃纤维表面需要经过偶联剂进行表面处理。从化学结构看，处理剂分子中一般含有两类性质不同的基因，一个基因（如烷氧基）能与无机物，如玻璃，金属等表面上的M一OH（M一Si.Al.Fe等）起化学反应形成化学键；另一个基因，（如乙烯基）能与树脂起化学反应，形成化学键这样纤维与树脂通过处理剂形成化学键“偶联”起来，获取良好的粘接，并有效地抵抗了水等有害物质的侵蚀。但偶联理论也具有其局限性：①认为处理剂膜为单分子层，但实际上偶联剂很少是以单分子层形式存在，通常则定的多聚体（多分子层）的形式被附着在活性表面。②不能解释为什么有些处理剂的官能团并不能与树脂发生反应，但仍有较好的处理效果。如：沃兰与环氧树脂沃兰与热塑性树脂等因此偶联理论需要其他理论进行补充。下面我们根据偶联理论等讲授。2.3表面处理剂的作用机理和应用一、表面处理剂的分类
能发生化学反应形成共价键等等。 根据大量的研究结果，逐渐形成了一些关于改善 GF/树脂界面粘接性能的界 面理论假设。 如：偶联理论 减轻界面局部应力理论 防水层理论 润湿理论等 其中最具有代表性，最能说明问题的是偶联理论。 所谓偶联理论： 玻璃纤维表面需要经过偶联剂进行表面处理。 从化学结构看，处理剂分子中一般含有两类性质不同的基因，一个基因（如 烷氧基）能与无机物，如玻璃，金属等表面上的 M—OH（M—Si.Al.Fe 等）起化 学反应形成化学键；另一个基因，（如乙烯基）能与树脂起化学反应，形成化学 键这样纤维与树脂通过处理剂形成化学键“偶联”起来，获取良好的粘接，并有效 地抵抗了水等有害物质的侵蚀。 但偶联理论也具有其局限性： ①认为处理剂膜为单分子层，但实际上偶联剂很少是以单分子层形式存在， 通常则定的多聚体（多分子层）的形式被附着在活性表面。 ②不能解释为什么有些处理剂的官能团并不能与树脂发生反应，但仍有较好 的处理效果。 如: 沃兰与环氧树脂 沃兰与热塑性树脂等 因此偶联理论需要其他理论进行补充。 下面我们根据偶联理论等讲授。 2.3 表面处理剂的作用机理和应用 一、表面处理剂的分类
据报导，目前国外已有GF表面处理剂150多种，按化学组成可分四类：有机酸氯化铬络合物类、有机硅烷类、非硅烷类、酸酯类。根据它们在GF表面处理应用的技术，我们主要介绍多一二类。而对酞酸酯类仅作一般介绍。二、表面处理剂的作用机理1、有机酸氯化铬络合物类处理剂的作用机理。结构通式：以沃兰（volam）（甲基丙烯酸氯化铬）为例①沃兰的水介反应。鑫与GF硅层结构的脱水反应②与玻纤表面的反应分子间的成膜反应沃兰溶液在GF表面并非单分子层，而是多分子层存在。若按GF表面要的总铬量计算，化学键合约占35%，而物理结合（吸附）和沉积占65%。但化学键合的偶联效应最佳。沃兰水溶液与GF表面的反应，必须调节处理液的PH值、（PH=4～6)，有两个作用：a.偏中性有利于沃兰溶液与GF表面的反应，提高化学键合的铬含量从而增加处理效果；b.保持处理液的稳定性，在强酸条件下，水溶性羧酸络合物较容易分子间自聚，而在PH4～6条件下则稳定一些。铬络合物在GF表面的作用，改变了GF原来的化学性能，不仅降低了GF表面对水的吸附性，同时也提高了与树脂基的反应能力。③与树脂的反应沃兰分子中的甲基丙烯酰基中的不饱和双键参入不饱和聚酯树脂的聚合反应。2.有机硅烷类处理剂化学结构通式RnSiX4-n（n=1、2或3，但绝大数情况n=1）通式中x是容易水介的基因，水介质与GF表面作用，而R是有机基团，其中含有能与树脂作用形成化学键的活性基因，如一CH=CH2一NH2一SH
据报导，目前国外已有 GF 表面处理剂 150 多种，按化学组成可分四类：有 机酸氯化铬络合物类、有机硅烷类、非硅烷类、酞酸酯类。 根据它们在 GF 表面处理应用的技术，我们主要介绍多一二类。而对酞酸酯 类仅作一般介绍。 二、表面处理剂的作用机理 1、有机酸氯化铬络合物类处理剂的作用机理。 结构通式： 以沃兰（volam）（甲基丙烯酸氯化铬）为例： ①沃兰的水介反应。 ②与玻纤表面的反应 ������� � ������ � � 分子间的成膜反应 与GF硅层结构的脱水反应 沃兰溶液在 GF 表面并非单分子层，而是多分子层存在。若按 GF 表面要的 总铬量计算，化学键合约占 35%，而物理结合（吸附）和沉积占 65%。但化学 键合的偶联效应最佳。 沃兰水溶液与 GF 表面的反应，必须调节处理液的 PH 值、（PH=4～6），有 两个作用：a.偏中性有利于沃兰溶液与 GF 表面的反应，提高化学键合的铬含量， 从而增加处理效果； b.保持处理液的稳定性，在强酸条件下，水溶性羧酸络合物较容易分子间自 聚，而在 PH4～6 条件下则稳定一些。 铬络合物在 GF 表面的作用，改变了 GF 原来的化学性能，不仅降低了 GF 表面对水的吸附性，同时也提高了与树脂基的反应能力。 ③与树脂的反应 沃兰分子中的甲基丙烯酰基中的不饱和双键参入不饱和聚酯树脂的聚合反 应。 2.有机硅烷类处理剂 化学结构通式 RnSiX4-n （n=1、2 或 3，但绝大数情况 n=1） 通式中 x 是容易水介的基因，水介质与 GF 表面作用，而 R 是有机基团，其 中含有能与树脂作用形成化学键的活性基因，如 —CH=CH2 —NH2 —SH
①X基因与GF表面的作用机理：a、首先，有机硅烷水解生成硅醇。b、硫醇与GF表面反应；硫醇基与GF硅层结构中的羟在脱水反应到形成SiO一Si键，同时，硅烷分子间也脱水聚合成膜。这样，硅烷处理剂与GF表面化学键合起来了，因此改变了GF表面原来的性质（亲水，增有机基团），使之具有憎水，而亲有机基因的性质。水溶性硅烷偶联剂的稳定性较差。新配制硅烷处理液，基本是单体和低聚硅醇（二聚体、三聚体），它们溶于水，具有良好的偶联效果，但若长时间不用，单体，低聚体将自聚产生高聚体从溶液中沉淀出来，从而丧失偶联效果。如，A-151（乙烯基三2氧基硅烷）的稳定性（教材PFF）。因此，水溶性硅烷处理剂的使用原则是现配现用。通式中不同的X基团将影响水解速度和聚合速度，实际上影响了与GF表面偶联效果,X是-CL,-CH-CH3-COO-基团时,水解速度太快，并且水解产物又是硅烷的缩合催化剂，使硅醇快速的引缩合成多聚体，无法再在GF表面上形成均匀的薄膜，因此它们很少使用，仅能在有机溶剂中使用。当X为一OCH3，一OC2Hs，一OCH2CH2OCH2等，基团时，水解速度比较缓慢，所生成的硅醇也较稳定，并且有些还具有较高的溶解度，这些都有利于与GF表面的偶联反应。②R基因与树脂的作用不同的R基因，适合不同类型的树脂a、R为CH2=CH— —CN —CH=C（CH3）—CO—O—这类不饱和基因对不饱和聚酯，丙烯酸树脂特别有效。CHCH2一OOb、R为
①X 基因与 GF 表面的作用机理： a、首先，有机硅烷水解生成硅醇。 b、硫醇与 GF 表面反应； 硫醇基与 GF 硅层结构中的羟在脱水反应到形成 Si—O—Si 键，同时，硅烷 分子间也脱水聚合成膜。 这样，硅烷处理剂与 GF 表面化学键合起来了，因此改变了 GF 表面原来的 性质（亲水，憎有机基团），使之具有憎水，而亲有机基因的性质。 水溶性硅烷偶联剂的稳定性较差。 新配制硅烷处理液，基本是单体和低聚硅醇（二聚体、三聚体），它们溶于 水，具有良好的偶联效果，但若长时间不用，单体，低聚体将自聚产生高聚体从 溶液中沉淀出来，从而丧失偶联效果。如，A-151（乙烯基三 2 氧基硅烷）的稳 定性（教材 PFF）。因此，水溶性硅烷处理剂的使用原则是现配现用。 通式中不同的 X 基团将影响水解速度和聚合速度，实际上影响了与 GF 表面 偶联效果,X 是-CL,-CH-CH3-COO-基团时,水解速度太快，并且水解产物又是硅烷 的缩合催化剂，使硅醇快速的引缩合成多聚体，无法再在 GF 表面上形成均匀的 薄膜，因此它们很少使用，仅能在有机溶剂中使用。 当 X 为—OCH3，—OC2H5，—OCH2CH2OCH2 等，基团时，水解速度比较 缓慢，所生成的硅醇也较稳定，并且有些还具有较高的溶解度，这些都有利于与 GF 表面的偶联反应。 ②R 基因与树脂的作用 不同的 R 基因，适合不同类型的树脂 a、R 为 CH2=CH— —CN —CH=C（CH3）—CO—O— 这类不饱和基因 对不饱和聚酯，丙烯酸树脂特别有效。 b、R 为
首先适合环氧树脂。同时，也适合聚酯树脂（环氧基与聚酯中不饱和双键的加成反应）和酚醛树脂（环氧基与酚羟基的反应）C、R为NH2，R2N—，这类胺基适合于环氧，聚氨脂树脂（发生化学反应）酚醛，三聚氰胺树脂（对共固化有促进作用）三、GF表面处理剂的品种及应用教材P81-83表2-2《复合材料工艺与设备》武汉理工大学出版社列出了目前国内外最常用的GF表面处理剂的品种及其应用范围。2.4GF表面处理工艺一、表面处理方法目前GF表面处理方法主要有三种，即前处理法，后处理法和迁移法。它们的概念及基本内容见教材P87～88。由于前处理法有些技术问题尚待研究，迁移法的处理工艺又比较简单，而且它们的适用范围相对来讲要窄一些。因此我们主要讲：二、GF表面的后处理工艺GF的后处理工艺主要包括除去浸润剂和被覆处理剂两大工序，根据设备不同，它们既可分别进行，也可以采用联合机组连续进行。1、除去浸润剂GF表面的后处理工艺正常适合纺织型渍润剂GF及帜物，因此这类GF及组物在被覆表面处理剂之前，必须除去纺织型浸润剂。并且浸润剂到除去的越彻底越好，浸润剂除去的程度采用残留量来衡量（是指GF或其织物上残有的油，蜡等物质的百分数）除去浸润剂，可采用洗涤法和热处理法洗涤法：根据浸润剂的组成，采用碱液，肥皂水，有机溶剂等，分解和洗去
首先适合环氧树脂。 同时，也适合聚酯树脂（环氧基与聚酯中不饱和双键的加成反应）和酚醛树 脂（环氧基与酚羟基的反应） c、R 为 NH2，R2N—，这类胺基 适合于环氧，聚氨脂树脂（发生化学反应） 酚醛，三聚氰胺树脂（对共固化有促进作用） 三、GF 表面处理剂的品种及应用 教材 P81-83 表 2-2《复合材料工艺与设备》武汉理工大学出版社 列出了目前国内外最常用的 GF 表面处理剂的品种及其应用范围。 2.4 GF 表面处理工艺 一、表面处理方法 目前 GF 表面处理方法主要有三种，即前处理法，后处理法和迁移法。它们 的概念及基本内容见教材 P87～88。 由于前处理法有些技术问题尚待研究，迁移法的处理工艺又比较简单，而且 它们的适用范围相对来讲要窄一些。因此我们主要讲： 二、GF 表面的后处理工艺 GF 的后处理工艺主要包括除去浸润剂和被覆处理剂两大工序，根据设备不 同，它们既可分别进行，也可以采用联合机组连续进行。 1、除去浸润剂 GF 表面的后处理工艺正常适合纺织型渍润剂 GF 及帜物，因此这类 GF 及组 物在被覆表面处理剂之前，必须除去纺织型浸润剂。并且浸润剂到除去的越彻底 越好，浸润剂除去的程度采用残留量来衡量（是指 GF 或其织物上残有的油，蜡 等物质的百分数） 除去浸润剂，可采用洗涤法和热处理法。 洗涤法：根据浸润剂的组成，采用碱液，肥皂水，有机溶剂等，分解和洗去