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研究生:張聖雄
研究生(外文):Sheng-husiung Chang
論文名稱:醚醯胺化聚脂肪二酸增韌改質環氧樹脂之研究
論文名稱(外文):A study on toughness of epoxy resin improved by carboxyl-terminated poly(ether-amide) fatty acid
指導教授:謝永堂謝永堂引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄大學
系所名稱:化學工程及材料工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:90
中文關鍵詞:環氧樹脂衝擊強度增韌劑醚醯胺化聚脂肪二酸
外文關鍵詞:Epoxy resinimpact strengthtoughening agentcarboxyl-terminated poly(ether-amide)
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環氧樹脂(epoxy resin)為應用非常廣泛的熱固性樹脂,但耐衝擊性能差,無法全面滿足工程上的要求。本研究以聚脂肪二酸(dimer fatty acid)和聚醚二胺(polyetherdiamine)行聚縮合反應,製備出醚醯胺化聚脂肪二酸之增韌改質劑,然後加入環氧樹脂中,調配成90/10、80/20、70/30、60/40 (環氧樹脂/增韌改質劑 重量比),藉由開環加成反應,使增韌改質劑以共價鍵結方式導入環氧樹脂分子結構中。實驗結果發現,硬化後環氧樹脂表面硬度、抗拉強度與抗拉模數均隨著增韌改質劑的增加而下降,抗衝擊強度與韌性則隨著增韌改質劑增加而上升,特別是在增韌改質劑添加量達到40 wt%時,增韌效果最為明顯,且未發現有相分離現象。
Epoxy resin is a widely used thermosetting resin but has poor impact resistance in some applications. In this study, carboxyl-terminated poly(ether-amide) was prepared by condensation reactions of a commercialized dicarboxylic acid and a commercialized poly(ether diamine) and was used as a toughening agent. The so-prepared toughening agent was then added into epoxy resin to have four different weight ratios of epoxy resin/toughening agent including 90/10, 80/20, 70/30, and 60/40.Upon curing at elevated temperatures, the toughening agent can be covalently incorporated into the epoxy resin via ring-opening reactions of the epoxide groups. The results found that the surface hardness, tensile strength, and Young’s modulus decreased with increasing contents of the toughening agent; the toughness and impact strength, however, increased with increasing contents of the toughening agent. In particular, the epoxy resin containing 40 wt% toughening agent exhibited the highest toughening effect without phase separations.
誌謝…………………………………………………………………..…Ⅰ
摘要………………………………………………………………….….Π
Abstract…………………………………………………………………Ⅲ
總目錄………………………………………………………………….Ⅳ
表目錄………………………………………………..…………………Ⅵ
圖目錄……………………………………………..……………………Ⅶ
Scheme目錄……………………………………………………………Ⅷ
第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1 研究動機……………………….………………………………1
1.2 研究目的……………………….………………………………2
1.3 文獻回顧…………………….…………………………………3
第二章 理論基礎………………………………………………………6
2.1 聚脂肪二酸(dimer fatty acid)……..…………..……………….6
2.2 環氧樹脂………………...…………..…………………………9
2.2.1 環氧樹脂之定義………………………………..……………9
2.2.2 環氧樹脂的種類…………………..……..…………….…….11
2.3 環氧樹脂增韌改質劑...……………………………………..…17
2.4 環氧樹脂的增韌理論……………………………………….…21
2.5 環氧樹脂硬化反應…………………………………………….27
2.6 硬化劑的種類……………………………………………….…32
第三章 實驗部份………………………………………………...…….33
3.1 實驗設計….………………..……………………………..……33
3.1.1 增韌改質劑製備流程………………...………………….…33
3.1.2增韌環氧樹脂製備流程………………………………….…34
3.2 儀器設備……………………………...………………………35
3.3 實驗材料…………………………………………………...…37
3.4 實驗方法……………………………………...………………38
3.5 醚醯胺化二聚脂肪酸之增韌改質劑製備……………...……38
3.5.1實驗配方比例與樣品規格…………………….……………38
3.5.2 酸價測定……………………………………………………39
3.5.3 胺價測定……………………………………………………39
3.6 增軔環氧樹脂製備………………..…..…...…………………40
3.6.1 實驗配方比例與樣品規格…….…………………...………41
3.6.2 環氧當量之測定……………………...….…………………41
3.7 試片製備………………...……………………………………43
3.7.1 拉伸試片製備………………………………………………43
3.7.2 衝擊試片製備………………………….…...………………48
3.7.3 硬度試片製備………………..…..…………………………51
第四章 實驗結果與討論……………………..………………………53
4.1 結構鑑定(傅立葉紅外線光譜儀FT-IR)………..……………53
4.2 硬度試驗(Hardness)…………………………..………………59
4.3 拉伸試驗(Tensile strength)….…………………….…………..62
4.4 抗衝擊試驗(Impact strength )……………………………..….69
4.5 示差掃描熱分析儀(Differential scanning calorimeter,DSC)..73
第五章 結論…………………………..……………………….………75
第六章 參考文獻………………………………………………………76
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