聚合物几何形态各层的孔隙率分析显微镜
各层的孔隙率可以不同,从能够允许少量树脂渗透的连续片材变
化到有利于树脂和片材密切混合的开孔编织物。编织物可以有多种多
样,例如一种普通的玻璃纤维增强剂,可以编织成平纹。不同的斜纹
、缎纹、网眼布或仿网眼布。或者,填料可以是一种无纺布,无规取
向的疏松纤维,或者例如象在拉挤成型中那样,是紧密排列的平行连
续纤维层。很容易设想,所有这些几何形态本身促使结构进一步复杂
化。例如,在工艺上有重要意义的是,纤维体系有时并不正好是一种
类型,而可以是不同类型纤维的混合物。还应该注意到片材可能以带
状的方式被采用。
以上各例的几何形状基本上是一种连续的形式,能切割或加工成
一定尺寸,但除此以外,聚合物复合材料经常由非连续的填料制得,
填料可粗略地分成粒状和纤维状。为了便于区分,通常将粒状填料分
为三种基本类型:球型、立方型和片状,但是这样简单类型的描述,
掩盖了由于粒子的不规则外形,回旋状表面和多孔性的存在所导致的
复杂性。如果填料在室温或在模塑温度下容易变形,那末在加工成型
时也有改变形状的可能性。橡胶状的填料或低熔点的固体很可能是这
种情况。在不连续的纤维的情况下,可变的因素有纤维长度、长度分
布、表面几何形状和横截面积,外加其它与纤维有关的金属丝和晶须
所显示的几何形状。比较重要的市售纤维状填料当中,直径为2Xlo+cm
数量级的晶须,其单位体积具有最大的表面积:碳纤维具有不规则的
外形,比玻纤稍微细一些;硼纤维的直径大约是晶须的一百倍,具有
最低的比表面。或许应当提一提暂时不大为人熟悉的同心或不同心的
双组分纤维,它由两种不同类型的聚合物制得,本身构成一两相体系
。通过纤维状填料不同的空间排列,加和性几何因素的出现几率在某
种程度上取决于它们的长度,但对于短纤维和晶须还应包括在两维以
及三维空间的无规取向。