現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)聚合物的復(fù)合改性和增強(qiáng)劑的特殊層間結(jié)構(gòu)的利用提出了更為嚴(yán)格的要求，人們已不僅僅局限于新材料的創(chuàng)造、發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用上，己使科學(xué)研究進(jìn)入一個(gè)各種材料綜合使用的新階段，向著按預(yù)定性能設(shè)計(jì)新材料的方向發(fā)展。

      聚合物基復(fù)合材料由基體和增強(qiáng)劑或功能劑兩個(gè)相組成。增強(qiáng)劑或功能劑包括l維的（纖維）、2維的（片狀料）及3維的（顆粒料）。50多年來(lái)，纖維系復(fù)合材料有了較深入的研究和發(fā)展：而對(duì)大尺寸粒料作為3維材料，往往僅作為填充物料制備混合材料而己，近10多年來(lái)，O維超細(xì)微粒（包括納米微粒）作為增強(qiáng)劑和功能劑制各功能復(fù)合材料及增強(qiáng)增韌復(fù)合材料的研究課題廣泛展開(kāi)。本文針對(duì)研究O維超細(xì)微粒的增強(qiáng)增韌復(fù)合材料中，重點(diǎn)討論其層間結(jié)構(gòu)的利用。

1、0維物料對(duì)聚合物復(fù)合的結(jié)構(gòu)特征

      聚合物的改性一般可分為化學(xué)改性和物理改性。
      對(duì)聚合物進(jìn)行物理復(fù)合作用中，很重要的一點(diǎn)是要求能顯著改善聚合物的物理機(jī)械性能、耐磨擦性能、熱學(xué)性能、耐老化性能等，所以物料（增強(qiáng)劑或功能劑）應(yīng)該既有增量作用，又有復(fù)合改性效果。當(dāng)然并非所有物料都能起這種作用。這與物料本身及復(fù)合體系的結(jié)合狀態(tài)有關(guān)，主要影響因素有：(1)物料的種類、形狀、結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)、物料的粒徑、尺寸分布以及物料的用量；(2)聚合物的種類、性質(zhì)和分子量；(3)聚合物復(fù)合體系的界面特征及兩相的相互作用；(4)復(fù)合技術(shù)及形成的復(fù)合體系形態(tài)；(5)復(fù)合體系其他添加劑成分的影響。

       通常認(rèn)為，增強(qiáng)體（或功能體）／聚合物間的相互作用是通過(guò)不同物質(zhì)間的化學(xué)鍵合、分子間的作用力（包括氫鍵等）、極性、酸堿作用、表面碇系效應(yīng)（聚合物在物料表面空隙中的嵌入固定作用）等形式來(lái)進(jìn)行的，體系中聚合物的取向及物料粒子的取向也影響這種相互作用。

       聚合物/O維物料的結(jié)合可簡(jiǎn)單分為四類：(1)單純的物理混合。此時(shí)往往由于物料、聚合物間極性及相容性的差異，使物料在聚合物中分散不良，導(dǎo)致兩相界面上存在空洞和縫隙，界面粘結(jié)不良。由比產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致界面破壞，故填充體系性能很差。(2)潤(rùn)濕作用，導(dǎo)致較均勾的混合。此時(shí)則可改善物料的分散性及聚合物／物料界面上的結(jié)合情況，復(fù)合體系性能有所提高。(3)兩相界面上良好的相容性好，物料表面潤(rùn)濕良好，界面上不同物質(zhì)間極性、氫鏈、酸城作用或物理粘接，導(dǎo)致的相互作用增強(qiáng)，復(fù)合體系穩(wěn)定姓好，物理機(jī)械性能顯著提高。(4)兩相界面上形成化學(xué)鍵合結(jié)構(gòu)。這時(shí)，復(fù)合體系穩(wěn)定性大為加強(qiáng)，所得復(fù)合材料的物理機(jī)械性能最佳。

      對(duì)0維增強(qiáng)體及聚合物復(fù)合體系相互作用的研究表明，兩相體系界面上的潤(rùn)濕作用、化學(xué)鍵合作用及應(yīng)力松弛作用等是影響復(fù)合材料性能的主要因素。因此，對(duì)物料進(jìn)行改性是改進(jìn)和提高復(fù)合材料性能的重要途徑。

      大多數(shù)0維物料的表面富有活性，可以用活性劑進(jìn)行改性、用偶聯(lián)劑處理、表面接枝和用聚合物包復(fù)以及進(jìn)行等離子體處理等方法進(jìn)行改性。

      對(duì)于一些具有層狀結(jié)構(gòu)的0維物料（這些物料，因具有層狀結(jié)構(gòu)，往往是2維微片狀，但因是細(xì)小粉末，通常也把它們看作0維物料），如石墨和粘土類礦物，其層間也有較大活性，這些0維物料的特殊層間結(jié)構(gòu)為開(kāi)發(fā)新型復(fù)合材料提供了可能性。


資料下載：   層間結(jié)構(gòu)材料在復(fù)合材料中的利用.pdf