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第1章　表界面基础知识1

1.1　表面张力和表面自由能2

1.1.1　表面张力、表面自由能2

1.1.2　表面张力的热力学定义3

1.2　Laplace方程4

1.2.1　球面5

1.2.2 任意曲面5

1.3　液体表面张力的测试6

1.3.1 毛细管法6

1.3.2　最大气泡压力法7

1.3.3 滴重法8

1.3.4 吊环法9

1.3.5 吊板法10

1.4　Kelvin公式10

1.5　二元体系的表面张力12

1.5.1 溶液的表面张力12

1.5.2　Gibbs吸附等温式14

1.6　润湿现象15

1.6.1　Young方程和接触角15

1.6.2　黏附功和内聚能15

1.6.3 Young-Dupre公式16

1.6.4　接触角的测定方法17

1.6.5　接触角的滞后现象17

1.7　固体表面的吸附性能19

1.7.1 固-气界面吸附19

1.7.2 Langmuir吸附等温式21

1.7.3　BET多分子层吸附理论23

1.7.4 气体吸附法测定固体的比表面积25

参考文献26

思考题26

第2章　表面活性剂28

2.1　表面活性剂分子的结构特点28

2.2　表面活性剂的分类31

2.2.1 阴离子表面活性剂32

2.2.2 阳离子表面活性剂34

2.2.3 两性表面活性剂35

2.2.4 非离子型表面活性剂35

2.2.5　其他表面活性剂41

2.3　表面活性剂的亲疏平衡值43

2.3.1　定义和物理意义43

2.3.2　HLB值的确定45

2.4　相转型温度47

2.5　临界胶束浓度47

2.5.1　疏水基的影响49

2.5.2　亲水基的影响50

2.5.3　温度的影响50

2.5.4　其他因素的影响51

2.6表面活性剂的溶解度52

2.6.1 Krafft点52

2.6.2 浊点53

2.7　表面活性剂在溶液表面上的吸附54

2.8　胶束的结构、形状和大小57

2.8.1　胶束的结构58

2.8.2　胶束的形状58

2.8.3　胶束的大小59

参考文献61

思考题62

第3章　高分子材料的表界面63

3.1　高分子材料的表面张力63

3.1.1　表面张力与温度的关系64

3.1.2 表面形态对表面张力的影响66

3.1.3　表面张力与相对分子质量的关系67

3.1.4　表面张力与分子结构的关系68

3.1.5　表面张力与内聚能密度71

3.1.6 共聚和共混对表面张力的影响74

3.1.7 界面张力75

3.1.8 临界表面张力83

3.1.9 状态方程84

3.2　聚合物与聚合物的相容性85

3.2.1 聚合物-聚合物体系的相容性86

3.2.2 改善聚合物间相容性的方法91

3.3　聚合物的表面改性95

3.3.1 电晕放电处理95

3.3.2　火焰处理和热处理97

3.3.3　化学处理98

3.3.4　臭氧氧化100

3.3.5　低温等离子体处理102

3.3.6　表面接枝106

参考文献114

思考题114

第4章　无机非金属材料表界面115

4.1　陶瓷表界面115

4.1.1 晶体的表面与界面115

4.1.2 晶界对无机非金属陶瓷性能的影响124

4.2　玻璃表界面128

4.2.1　玻璃表界面与性质128

4.2.2　玻璃表面处理134

参考文献143

思考题143

第5章　复合材料的界面145

5.1　复合材料概述145

5.1.1　聚合物基复合材料基体146

5.1.2　增强材料150

5.1.3　复合材料的界面150

5.2　复合材料界面理论151

5.2.1　浸润性理论152

5.2.2　化学键理论152

5.2.3　过渡层理论153

5.2.4　可逆水解理论154

5.2.5 摩擦理论155

5.2.6　扩散理论155

5.2.7　静电理论155

5.2.8　酸碱作用理论156

5.3　偶联剂157

5.3.1　有机硅烷偶联剂157

5.3.2　有机铬偶联剂163

5.3.3　钛酸酯类偶联剂164

5.3.4　铝酸酯类偶联剂168

5.4　玻璃纤维增强塑料的界面169

5.4.1　玻璃纤维概述169

5.4.2 玻璃纤维增强塑料界面的研究171

5.5　先进复合材料的界面180

5.5.1 高性能增强纤维181

5.5.2　高性能增强纤维的表面处理186

参考文献200

思考题201

第6章　复合材料界面的分析表征202

6.1　界面浸润性的分析表征202

6.1.1 纤维对液体的接触角的测定202

6.1.2　增强纤维的表面张力204

6.2　增强纤维表面形貌的分析表征206

6.2.1 高性能纤维表面处理后的形态206

6.2.2 增强纤维表面接枝聚合物后的表面形态208

6.2.3 复合材料破坏断面的纤维形貌210

6.3　增强纤维表面化学组分、功能团及化学反应的分析表征211

6.3.1 表面化学组分的表征211

6.3.2 表面官能团的表征212

6.3.3　增强纤维表面自由基的表征215

6.4　界面力学性能的分析表征217

6.4.1　界面残余应力217

6.4.2 复合材料界面的动态力学分析220

6.4.3　微量冲击分析221

6.4.4　单丝力学模型分析222

6.4.5　层间剪切强度225

6.5　界面形态的微观分析表征229

6.5.1 界面上特有的晶态结构——横晶229

6.5.2　界面优化模型232

6.5.3　形成优化界面结合的方法235

参考文献235

思考题237

第7章　生物材料界面及其表面修饰238

7.1　生物材料概述238

7.1.1 生物材料的定义238

7.1.2　生物材料的发展239

7.1.3 生物材料的分类241

7.2　生物材料表面及界面研究249

7.2.1 生物相容性249

7.2.2　组织工程252

7.2.3　细胞外基质252

7.2.4　蛋白质的吸附和脱附254

7.2.5　细胞黏附255

7.2.6 生物材料表界面的表征256

7.3　生物材料表面工程261

7.3.1　仿生表面工程261

7.3.2　材料表面修饰265

7.3.3 生物材料表面拓扑结构化270

参考文献273

思考题276

第8章　纳米材料的表界面277

8.1　纳米粒子的表面化学特性277

8.1.1 纳米粒子的成核与生长277

8.1.2　纳米粒子的稳定性285

8.2　粒子表面的纳米工程289

8.2.1　聚合物涂层290

8.2.2 无机和复合物的涂层293

8.2.3 生物大分子层299

8.3　纳米结构薄膜材料的表面与界面行为300

8.3.1 纳米结构的半导体薄膜的制备301

8.3.2 纳米结构的半导体薄膜的性质305

参考文献315

思考题319