1949年，Bjorksten和Lyaeger共同提出化学键理论。化学键理论是关于分子（或晶体）内相邻原子（或离子）间相互结合的理论。按照这种理论，原子（或离子）是以化学键的形式结合成分子（或晶体）的。形成化学键的物理机制是电磁相互作用。化学键理论认为要使两相之间实现有效的黏结，两相的表面应含有能相互发生化学反应的活性基团，通过官能团的反应以化学键结合形成界面。若两相之间不能直接进行化学反应，也可通过偶联剂的媒介作用以化学键互相结合，如图7-8所示。偶联剂分子应至少含有两种官能团，第一种官能团在理论上可于增强材料起化学反应，第二种官能团在理论上应能参与树脂的固化反应，与树脂分子链形成化学键结合，于是，偶联剂分子像“桥”一样，将增强材料与基体通过共价键牢固地连接在一起了。

图7-8 界面的化学反应

化学键理论是应用最广，也是最成功的理论。硅烷偶联剂就是在化学键理论基础上发展起来的用来提高基体与玻璃纤维间界面结合的有效试剂。硅烷偶联剂一头可与玻璃纤维表面以硅氧键结合，另一端可参与基体树脂的固化反应。通过硅烷偶联剂的媒介作用，基体与增强纤维实现了界面的化学键结合，有效地提高了复合材料的性能。(www.daowen.com)

碳纤维、有机纤维的表面处理也是化学键理论的应用实例，在表面氧化或等离子、辐照等处理过程中，纤维的表面产生了—COOH，—OH等含氧活性基团，提高了与环氧等基体树脂的反应能力，使界面形成化学键，大大提高了黏结强度。

但是，化学键理论也不是十全十美的，有些现象难用化学键理论作出令人满意的解释。例如，有些偶联剂不含有与基体树脂起反应的活性基团，却有较好的处理效果。按化学键理论，基体与增强剂之间的偶联剂只要单分子层就行，但实际上偶联剂在增强纤维表面不是单分子层结构，而有多层结构。研究表明，基体树脂从固化放热冷却到50℃，可产生11.5MPa的径向压力、5.8MPa的横向压力。这种热应力是如何松弛的呢？化学键理论也难以作出合理的解释。