臺灣博碩士論文加值系統

本質型導電聚合物-聚苯胺具有高導電性和其它特性，例如環境穩定性佳和合成簡單，且摻雜有機酸，可加強其加工性和導電度，所以，本研究利用有機胺1-Dodecylamine（DOA）改質鈉蒙脫土（NA+-MMT），並以有機酸（PTSA）為乳化劑摻雜苯胺（ANI），且添加有機黏土（Oganoclay），製備導電性聚合物/層狀矽酸鹽奈米複合材料（PANI-PTSA/DOA-MMT）。以XRD試驗、TEM試驗、DSC分析、TGA分析、導電度量測和電磁波遮蔽試驗，探討奈米複合材料的熱性質、電學性質和EMI效應。 實驗結果顯示，改質後的有機蒙脫土的層間距離由原來的1.29 nm擴大到1.8 nm，且DOA-MMT均勻分散於材料中，形成脫層型（exfoliated）奈米複合材料。 奈米複合材料的熱穩定與DOA-MMT含量有關，當DOA-MMT添加至5 wt% 時有最佳熱穩定性；DOA-MMT為1 wt% 時有最佳導電度，且隨著導電度的增加電磁波屏蔽效應有增加的趨勢。奈米複合材料的電磁波屏蔽效應也受到著電磁波頻率和材料厚度的影響，當材料厚度或頻率增加，電磁波遮蔽效應也會隨之提升。

Intrinsically conductive polymer-Polyaniline had high conductivity and many other properties, such as environmental stability and rather simple synthesis. In addition, dopes with organic acids could enhance its processing, so its had wide range of applications, such as solar cells, antistatic and electromagnetic interference shielding, etc... In this study, the organic amine 1-Dodecylamine (DOA) modification of sodium montmorillonite (NA+-MMT）, and conducting polymer / layered silicate salt nanocomposites (PANI-PTSA/DOA-MMT) have been preparationed by doping aniline with organic acid (PTSA）, then added organic clay. The thermal, electrical properties and EMI effects of nanocomposites had discussed by using XRD, TEM, DSC, TGA analysis, conduction measured and EMI tested. The results indicated the oganoclay interlayer distance expanded from 1.29 to 1.8 nm, and DOA-MMT dispersed in the material, that became a exfoliated nanocomposites.The thermal stability of nanocomposites depended with DOA-MMT content, material had the better thermal stability when DOA-MMT load was 5 wt%.The nanocomposites had the best conductivity when DOA-MMT load was 1 wt%, and the electromagnetic shielding was increase with increase in conductivity. In addition, the electromagnetic shielding effectiveness of nanocomposites also depended with thickness and frequency of electromagnetic wave, the electromagnetic shielding is increase with increase in thickness and frequency.

中文摘要 i
英文摘要 ii
致 謝 iii
目 錄 iv
表 目 錄 vi
圖 目 錄 vii
符號說明 ix
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.1.1　聚合物/層狀矽酸鹽奈米複合材料 3
1.2 研究內容 4
1.2.1　研究背景 4
1.2.2　研究動機 5
1.3 研究流程圖 6
第二章 文獻回顧 7
2.1 相關文獻 7
2.2 導電性高分子（Electrically Conductive Polymers） 10
2.3 聚苯胺（Polyaniline, PANI） 11
2.3.1　聚苯胺簡介 11
2.3.2　聚苯胺之合成 14
2.3.3　聚苯胺之導電機制 15
2.4 電磁波遮蔽 17
2.4.1　電磁波之特性 17
2.4.2　電磁波遮蔽效能 18
2.5 蒙脫土（Montmorillonite, MMT） 20
2.5.1　蒙脫土之發展 20
2.5.2　蒙脫土之結構 21
2.5.3　蒙脫土之有機改質 22
2.5.4　聚合物/層狀矽酸鹽奈米複合材料之製備 23
第三章 實驗方法與步驟 27
3.1　實驗材料 27
3.2　實驗儀器 28
3.3　有機蒙脫土之製備 28
3.4　聚苯胺－對甲苯磺酸/有機蒙脫土之製備 30
3.5　實驗分析 33
3.5.1 X光繞射分析儀(XRD)試驗 33
3.5.2 微差掃描熱卡計( DSC )試驗 34
3.5.3 熱重損失分析儀( TGA )試驗 36
3.5.4 四點式歐姆計（Four-probes meter）試驗 37
3.5.5 電磁波干擾（EMI）試驗 38
3.5.6 穿透式電子顯微鏡（TEM） 40
第四章 結果與討論 42
4.1 X光繞射分析（XRD） 42
4.1.1 有機蒙脫土之XRD分析 42
4.1.2 奈米複合材料之XRD分析 43
4.2 穿透式顯微鏡（TEM）觀察 44
4.3 微差掃描熱卡計（DSC）試驗 47
4.3.1 奈米複合材料之DSC測試 47
4.4 熱重損失分析儀（TGA）試驗 49
4.4.1 有機蒙脫土之TGA分析 49
4.4.2 奈米複合材料之TGA分析 50
4.5 四點式歐姆計（導電度） 58
4.6 奈米複合材料之EMI測試 60
第五章 結論 66
參考文獻 68

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