臺灣博碩士論文加值系統

為了達到設備本質化安全的目的，市面上之耐燃材料、電線電纜材料發展趨向低煙、無鹵素耐燃技術，許多高分子耐燃材料，需要添加高比例的金屬水合物填料，填充量須高達60%以上，以達到良好的耐燃標準，但是可能導致其缺乏彈性、力學性質差之問題。本研究利用氫氧化鋁添加蒙脫土作為EVA的無鹵耐燃劑，依不同重量百分比乙烯醋酸乙烯酯／氫氧化鋁／蒙脫土（0、1、2、3 wt%）之材料配方製備奈米複合材料，透過XRD試驗、拉伸試驗、DSC分析、TGA分析、LOI試驗與FE-SEM分析，來探討添加有機改質黏土（OMMT）之層間距離的變化、熱性質、機械性質與耐燃性質之研究。經XRD檢測結果顯示，利用十八胺改質蒙脫土層間距離，由1.27 nm擴大到1.96 nm，使有機高分子更易插層至黏土層間。在拉伸試驗中，蒙脫土為3 wt%時，有最佳的拉伸強度。此外，在無鹵耐燃級EVA中，添加3 wt %的OMMT，氫氧化鋁添加量於47 wt %時，有最佳的伸長率及耐燃性能（LOI為28），並能提高奈米複合材料之耐燃性能。

To achieve the purpose of safety equipment and development of fire retardant and wire cable materials has trended to low smoke and halogen-free flame retardant technology in the business. However, many polymer flame retardant materials required a very high proportion of the metal hydrate filler within the polymer matrix（60 wt%）to achieve a suitable level of flame retardant, which may lead to a lack of flexibility, poor mechanical properties and problems during compounding. In this study, the aluminum hydroxide added montmorillonite（MMT）as the halogen-free flame retardant of EVA, according to the different EVA/ATH/MMT（0, 1, 2, 3 wt%）weight percentage of the preparation of nanocomposite material formulation. And through the XRD test, tensile test, DSC analysis, TGA analysis, LOI test and FE-SEM analysis to explore the addition of organic modified clay（OMMT）and researched the layer-distance, thermal properties, mechanical properties and flame retardant properties. In addition, use XRD to make the characterization analysis, it is found that increasing the polymers into the MMT, layer-distance increased from 1.27 nm to 1.96 nm when used the octadecylamine modified the MMT. For the tensile test, it is found that the montmorillonite weight percentage 3 wt% has the best tensile strength. In addition, the halogen-free flame retardant grade of EVA are added the OMMT in 3 wt%, the composition of nanocomposites was 47 wt% of the ATH filler has the best elongation and fire retardant （LOI was 28）. Improvements in tensile and flame retardant properties were observed in nanocomposites.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表 目 錄 vi
圖 目 錄 vii
符號說明 x
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 2
1.2 研究內容 3
1.2.1　研究背景 3
1.2.2　研究動機 4
1.2.3　研究目的 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 乙烯醋酸乙烯酯（Ethylene Vinyl Acetate, EVA）9
2.3 耐燃劑種類與特性（Flame retardant types and properties）10
2.3.1　耐燃劑種類 10
2.3.2　耐燃劑特性 12
2.3.3　聚合物/金屬氫氧化物耐燃體系 13
2.4 蒙脫土（Montmorillonite, MMT） 14
2.4.1　蒙脫土之發展 14
2.4.2　蒙脫土之結構 15
2.4.3　蒙脫土之改質 16
第三章 實驗方法與步驟 18
3.1　實驗材料 18
3.2　實驗儀器 18
3.3　有機蒙脫土之製備 20
3.4　乙烯醋酸乙烯酯/蒙脫土/氫氧化鋁之混煉 23
3.5　乙烯醋酸乙烯酯/蒙脫土/氫氧化鋁之射出成型製程27
3.6　實驗分析 28
3.6.1　X光繞射分析儀(XRD)試驗 28
3.6.2　拉伸試驗 31
3.6.3　微差掃描熱卡計( DSC )試驗 34
3.6.4　熱重損失分析儀( TGA )試驗 36
3.6.5　耗氧指數儀（LOI）試驗 37
3.6.6　場發射掃描式電子顯微鏡（FE-SEM）試驗 40
第四章 結果與討論 42
4.1 有機蒙脫土之XRD分析 42
4.1.1　奈米複合材料之XRD分析 43
4.2 拉伸試驗分析 46
4.2.1　奈米複合材料之拉伸試驗分析 46
4.3 微差掃描熱卡計（DSC）試驗 54
4.3.1 奈米複合材料之微差掃描熱卡計（DSC）試驗分析 54
4.4 熱重損失分析儀（TGA）試驗 57
4.4.1 奈米複合材料之熱重損失分析儀（TGA）試驗 57
4.5 耗氧指數儀（LOI）試驗 68
4.5.1 奈米複合材料之耗氧指數儀（LOI）試驗 68
4.6 場發射掃描式電子顯微鏡（FE-SEM）觀察 72
4.6.1 奈米複合材料之場發射掃描式電子顯微鏡（FE-SEM）分析 72
第五章 結論 74
參考文獻 76

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