臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要的四個部分為：1.理論介紹、2.廢輪胎及聚丙烯纖維的表面處理、3.廢輪胎粉與ABS塑膠，形成高分子合金、4.活性自由基的共聚合反應。
在理論介紹方面主要係針對本研究相關研究及所應用之設備，做概略的介紹。
在廢輪胎及聚丙烯纖維的表面處理，經由固態核磁共振儀已得知利用自由基接枝反應已成功的將壓克力酸接枝於其表面上，且經由接觸角計檢視已接枝之聚丙烯纖維布，其接觸角隨反應時間的的增加而減少，驗證活性自由基的效用。
本研究亦將廢輪胎粉與回收之ABS塑膠混合並利用射出成型，製成高分子合金，所形成之高分子合金亦有不錯的性質。
另利用活性自由基來進行苯乙烯與壓克力酸的塊狀共聚合反應，利用所合成的苯乙烯與壓克力酸的共聚物與輪胎粉及聚壓克力酸作成高分子合金，由實驗結果得知添加苯乙烯與壓克力酸的共聚物，可增加高分子合金的撓曲強度。

The waste tire surface modifications were investigated by living free radical polymerizations. The potential applications were discussed in this research.
Polypropylene﹙pp﹚ is a very important polymer for textile and engineering application. In this work, a living free radical graft polymerization was used to modify the surface properties of pp.
A block copolymer of styrene and acrylic acid was synthesized by using the nitroxide free radical polymerization.
The materials have potential application as compatibilzer in polymer blend.

摘要iii
誌謝v
表目錄x
圖目錄xi
第一章 前言1
第二章 文獻回顧2
2.1廢輪胎概況2
2.1.1輪胎組成與再利用2
2.1.2廢輪胎生命週期2
3.1.3廢輪胎回收3
2.1.4廢輪胎資源化3
2.1.5橡膠瀝青混凝土3
2.1.6隔音牆填充料3
2.1.7回收資源4
2.1.8廢輪胎鋪路4
2.2 Friedel-crafts反應5
2.3分子量5
2.3.1 數目平均分子6
2.3.2 重量平均分子6
2.4利用自由基聚合得窄分子量的樹脂7
2.5苯乙烯活性自由基聚合反應8
2.6利用活性自由基TEMPO將苯乙烯接到聚丙烯之接枝反應8
2.7亂排共聚物的活性自由基聚合反應過程9
2.8氮氧化物活性自由基聚合程序—自聚合反應9
2.9氮氧化物活性自由基塊狀共聚合物的聚合程序9
2.10玻璃－橡膠轉變的行為10
2.10.1楊氏模10
2.10.2切變模數11
2.10.3波依松比11
2.10.4儲存模數和損失模數12
2.10.5黏彈性體的五個行為區域12
2.11共聚合反應14
2.11.1共聚合反應的動力學15
2.11.2 塊狀聚合與接枝共聚合體15
2.11.3 聚合體合金16
2.12自由基不終止聚合反應16
第三章 實驗計劃與方法18
3.1使用設備及原理18
3.1.1紅外線光譜儀18
3.1.1.1用途18
3.1.1.2樣品18
3.1.1.3原理18
3.1.1.4應用19
3.1.2液態核磁共振儀20
3.1.2.1用途20
3.1.2.2樣品20
3.1.2.3原理20
3.1.2.4應用21
3.1.3固態核磁共振光譜儀21
3.1.3.1用途21
3.1.3.2樣品21
3.1.3.3原理21
3.1.3.4應用22
3.1.4示差掃描熱量計22
3.1.5膠體滲透層析法23
3.1.6接觸角23
3.1.7物理測試法24
3.2實驗項目與內容24
3.2.1廢輪胎粉接枝活化及再利用25
3.2.2壓克力酸與丙烯酸的純化26
3.2.3聚丙烯纖維與活性自由基之接枝26
3.2.4接觸角計之操作27
3.2.5三點抗壓及耐衝擊強度27
3.2.6苯乙烯自由基與壓克力酸塊狀共聚合反應27
第四章 實驗結果與討論28
4.1廢輪胎粉接枝活化及再利用28
4.2廢輪胎粉與ABS混合射出成形37
4.2.1 廢輪胎粉與ABS混合射出成形之DMA分析37
4.2.2 廢輪胎粉與ABS混合射出成形之DSC分析41
4.2.3 廢輪胎粉與ABS混合射出成形之抗彎曲強度分析44
4.2.4 廢輪胎粉與ABS混合射出成形之耐衝擊強度分析44
4.3聚丙烯纖維與活性自由基之接枝反應45
4.3.1 FTIR光譜45
4.3.2固態NMR光譜51
4.3.3接觸角角度55
4.4苯乙烯活性自由基與壓克力酸的塊狀共聚合反應55
4.4.1 GPC分析55
4.4.2 NMR分析58
4.4.3 FTIR分析63
4.5撓曲強度試驗65
第五章 結論與建議66
5.1廢輪胎粉接枝活化及再利用66
5.2廢輪胎粉與ABS的射出成型66
5.3聚丙烯纖維與活性自由基之接枝66
5.4苯乙烯活性自由基與壓克力酸的共聚合反應66
參考文獻68
表目錄
表2.1 楊氏模數的數值...............….....................12
表4.1 ABS與不同比例橡膠粉混合之抗彎曲強度........................44
表4.2 廢輪胎粉與ABS之耐衝擊強度分析........................45
表4.3 撓曲強度65
圖目錄
圖2.1 聚合體的分子量分佈7
圖2.2 物體的三軸應力拉伸11
圖2.3 物質的剪切變形11
圖2.4 簡易的定義E’與E”12
圖2.5 無定形聚合物（amorphous polymer）黏彈性體的五個區域13
圖2.6 理想聚合物的動力機械行為13
圖2.7 自由基不終止聚合反應示意圖16
圖3.1 典型的撓曲強度測法是意圖24
圖3.2 BPO（benzoyl peroxide）結構式25
圖3.3 TEMPO（2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyoxy）結構式25
圖3.4 氫醌(hydroquinone)結構式26
圖3.5 4-第三丁基兒茶酚(4-tetra-butylcatechol) 結構式26
圖4.1 純廢輪胎粉NMR光譜29
圖4.2 BPO濃度為1.8X10-2mole/l及1M壓克力酸之NMR光譜30
圖4.3 BPO濃度為3.6X10-2mole/l及1M壓克力酸之NMR光譜31
圖4.4 BPO濃度為5.4X10-2mole/l及1M壓克力酸之NMR光譜32
圖4.5 BPO濃度為7.2X10-2mole/l及1M壓克力酸之NMR光譜33
圖4.6 BPO濃度為4.5X10-2mole/l及2M壓克力酸之NMR光譜34
圖4.7 添加2.5X10-2mole/l TEMPO及1M acrylic acid之NMR光譜35
圖4.8 添加2.5X10-2mole/l TEMPO及2M acrylic acid之NMR光譜36
圖4.9 ABS的DMA圖譜38
圖4.10 ABS+15%橡膠粉的DMA圖譜39
圖4.11 ABS+30%橡膠粉的DMA圖譜40
圖4.12 ABS的DSC圖譜41
圖4.13 ABS+15%橡膠粉的DSC圖譜42
圖4.14 ABS+30%橡膠粉的DSC圖譜42
圖4.15 未反應之PP紅外線光譜圖46
圖4.16 PP、BPO及壓克力酸反應2小時紅外線光譜圖47
圖4.17 PP、BPO及壓克力酸反應2.5小時紅外線光譜圖48
圖4.18 PP、BPO、TEMPO及壓克力酸反應2小時之紅外線光譜圖49
圖4.19 PP、BPO、TEMPO及壓克力酸反應2.5小時之紅外線光譜圖50
圖4.20 純PP之NMR光譜圖52
圖4.21 PP、BPO及壓克力酸反應2.5小時之NMR光譜53
圖4.22 BPO、TEMPO及壓克力酸反應2.5小時之NMR光譜54
圖4.23 反應時間與接觸角角度55
圖4.24 苯乙烯自由基的GPC圖譜56
圖4.25 苯乙烯自由基與壓克力酸反應12小時之GPC圖譜57
圖4.26 苯乙烯自由基NMR光譜59
圖4.27 苯乙烯自由基與壓克力酸反應12小時之NMR圖譜60
圖4.28 苯乙烯自由基與壓克力酸反應16小時之NMR圖譜61
圖4.29 苯乙烯自由基與甲基丙烯酸甲酯反應48小時之NMR圖譜62
圖4.30 苯乙烯自由基FTIR光譜圖63
圖4.31 苯乙烯自由基與壓克力酸塊狀共聚物之FTIR光譜圖64

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