由于優異的力學性能，玻璃纖維增強樹脂基復合材被廣泛的研究應用。但玻璃纖維屬于無機非金屬材料，其表面光滑，化學性惰而限制了其應用。通過對玻璃纖維表面的改性，提高其表面化學活性和粗糙度，改善與樹脂基體的界面結合。
　　
　　相對于物理沉積改性，化學接枝改性是以化學反應為基礎，將改性物質接枝在玻璃纖維的表面，因此具有更好的纖維表面包覆效果，且不易脫落。玻璃纖維表面的化學接枝物包括有機化合物、有機-無機雜化物等。
　　
　　1、玻璃纖維表面有機化合物化學接枝改性
　　通過將有機化合物接枝在玻璃纖維的表面，可以提高表面粗糙度，增強與樹脂的機械聯鎖，也可以改變纖維表面的浸潤性，有利于改善與樹脂基體的相容性。
　　
　　Chen等用N-（β-氨基乙基）-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷偶聯劑（Z-6020）對玻璃纖維表面進行改性，用液態環氧天然橡膠（LENR）對復合材料的基體進行改性。通過這些改性，研究其對復合材料的耐水性、硬度等方面的影響。研究表明，改性后的玻璃纖維增強環氧樹脂復合材料，其耐水性和硬度都得到了提高。這是由于玻璃纖維表面的化學接枝改性，使得纖維與樹脂界面結合的更加牢固，減少了空隙，從而提高了復合材料的耐水性與硬度。
 

　　
　　Pan等用硅烷偶聯劑和磺化聚醚醚酮（SPEEK）改性玻璃纖維，制備了玻璃纖維增強聚醚醚酮復合材料。運用分子動力學模擬對復合材料影響進行了分析。研究表明，硅烷偶聯劑和磺化聚醚醚酮表面改性過的玻璃纖維增強PEEK復合材料，其纖維與樹脂基體的界面結合得到改善，抗拉強度和抗彎強度較未改性的玻璃纖維增強PEEK復合材料分別提高了21.4%和30.2%。
 

　　
　　2、玻璃纖維表面有機-無機雜化物化學接枝改性
　　
　　玻璃纖維表面有機化合物的接枝改性對玻璃纖維表面粗糙度的影響相對有限，無機化合物的加入，可以更大程度地影響玻璃纖維表面的粗糙度。
　　
　　VR等通過3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）對氧化鐵顆粒和玻璃纖維表面進行改性。研究表明，APTMS改性的復合材料比未改性的復合材料具有更好的耐磨性和更低的摩擦系數。這是由于改性后的玻璃纖維與環氧樹脂基體間的附著力提高，具有較高的抗外部剪切力。產生載荷可有效地轉移到樹脂基體上，并保持較高的穩定性，以抵抗磨損、粘附和沖蝕磨損機制。
 

　　
　　Li等通過將聚二甲基硅氧烷（PDMS）作為有機前驅體，正硅酸四乙酯（TEOS）為硅源通過溶膠-凝膠法制備了有機-無機雜化改性玻璃纖維表面的玻璃纖維增強聚四氟乙烯復合材料。玻璃纖維表面的有機-無機雜化改性，使得PTFE與玻璃纖維表面形成更好的物理機械聯鎖，也使玻璃纖維表面與聚四氟乙烯有更相近的溶解度參數（SP），增加聚四氟乙烯對纖維表面潤濕性，提高了界面粘合力。
 

　　
　　資料來源：《趙智奎,戚棟明,王龍飛等.玻璃纖維界面改性及其復合材料力學性能的研究進展[J].紡織科學與工程學報,2023,40(03)》，由【粉體技術網】編輯整理，轉載請注明出處！