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第一章 表面与界面基础1

1.1 表面能与表面张力2

1.1.1 表面能2

1.1.2 表面张力3

1.1.3 内聚功与粘附功6

1.1.4 表界面张力的影响因素8

1.2 Laplace方程9

1.3 Kelvin公式11

1.4 接触角与润湿现象12

1.4.1 润湿现象13

1.4.2 接触角与Young方程14

1.4.3 接触角的测量方法18

1.5 液体表界面张力的测定方法20

1.5.1 毛细管法20

1.5.2 滴重法21

1.5.3 吊环法23

1.5.4 吊片法（Wilhelmy板法）24

1.5.5 最大气泡压力法25

1.5.6 悬滴法26

1.5.7 旋转滴法27

1.6 液体聚合物的表面张力测定28

1.6.1 滴型法28

1.6.2 Wilhelmy板法29

1.7 固体聚合物表面张力29

1.7.1 均聚物的表面张力29

1.7.2 多组分聚合物体系的表面偏析效应32

1.7.3 Zisman法37

1.7.4 涂覆法测定临界表面张力39

第二章 聚合物表面与界面表征43

2.1 红外光谱45

2.2 X射线光电子能谱50

2.2.1 XPS的基本原理与组成50

2.2.2 XPS的应用54

2.3 电子显微镜55

2.3.1 电子束与样品的相互作用55

2.3.2 电子显微镜的主要技术参数59

2.3.3 透射电子显微镜62

2.3.4 扫描电子显微镜64

2.4 原子力显微镜65

2.4.1 AFM的仪器组成66

2.4.2 样品的扫描环境67

2.4.3 AFM的扫描方式68

第三章 聚合物材料表面改性技术73

3.1 打磨处理75

3.2 表面涂装处理75

3.3 火焰处理77

3.4 湿化学处理78

3.4.1 氧化处理78

3.4.2 水解79

3.4.3 含氟聚合物的湿化学处理81

3.5 等离子体表面改性82

3.6 表面接枝改性90

3.6.1 化学引发92

3.6.2 辐射接枝92

3.6.3 光接枝94

第四章 聚合物共混体系的表界面104

4.1 概述104

4.2 基本理论105

4.2.1 聚合物共混物热力学模型105

4.2.2 平方梯度理论115

4.2.3 自洽场理论116

4.2.4 聚合物间界面形成动力学118

4.2.5 不互溶聚合物共混物形态学121

4.3 共混过程124

4.4 聚合物共混材料的界面层127

4.4.1 基本概念127

4.4.2 界面层的形成128

4.4.3 界面层厚度的测定128

4.4.4 界面层的性质129

4.4.5 聚合物表面张力的影响因素130

4.4.6 聚合物-聚合物两相体系的界面张力132

4.4.7 相界面的研究方法133

4.5 共混组分间的相容性135

4.5.1 热力学相容性135

4.5.2 广义相容性136

4.5.3 相容性的预测与研究137

4.6 改善聚合物共混材料相容性的途径144

4.6.1 添加增容剂144

4.6.2 化学改性157

4.6.3 形成交联结构158

4.6.4 形成IPN网络结构159

4.6.5 共溶剂法161

4.6.6 互换（交换）反应161

4.6.7 离聚物共混改性163

第五章 聚合物基复合材料界面169

5.1 复合材料概论169

5.1.1 复合材料定义169

5.1.2 基体与增强材料170

5.1.3 复合材料的分类170

5.2 聚合物基复合材料的界面171

5.2.1 界面和界面相172

5.2.2 界面层的形成及作用173

5.2.3 界面粘附概念及相关理论174

5.2.4 界面粘附力的增强179

5.2.5 粘附破坏182

5.3 聚合物基复合材料界面控制及表面处理184

5.3.1 聚合物基复合材料界面的控制184

5.3.2 碳纤维的表面处理189

5.3.3 硅烷偶联剂处理192

5.3.4 粉状填料的表面处理198

5.4 纳米复合材料203

5.4.1 无机纳米粒子的合成、性质及应用203

5.4.2 纳米粒子的分散原理与技术205

5.4.3 无机纳米粒子的表面改性210

5.4.4 改性无机纳米粒子的应用215

5.5 复合材料界面力学性能的表征217

5.5.1 单丝模型法218

5.5.2 常规材料力学试验219

5.6 复合材料界面表征方法221

第六章 聚合物表面与界面的仿生和功能化227

6.1 仿生材料概述227

6.2 结构层次的仿生与聚合物的表界面228

6.2.1 微纳米结构与聚合物表面浸润性228

6.2.2 表面微结构与结构颜色253

6.3 组成成分的仿生与聚合物材料的表界面256

6.3.1 聚合物医用材料与生物相容性256

6.3.2 天然抗菌物质与聚合物材料的抑菌性262

6.4 智能响应性功能材料271

6.4.1 温度响应性聚合物功能材料272

6.4.2 pH值响应性聚合物功能材料274

6.4.3 光响应性聚合物功能材料276

6.5 聚合物仿生材料展望277