臺灣博碩士論文加值系統

本論文以混練押出法製備玻璃纖維補強聚醯胺 6（Polyamide 6, PA6 ）複合材料，並探討不同界面改質與不同纖維型態之短束玻璃纖維，再探討加入 0% 、6%和 8%增韌劑對 PA6 本身特性之影響。
首先以 FT-IR、XPS 分析玻璃纖維之形態與成份，在複合材料混練完成後，以射出成型法製成符合 ASTM 規範試片，探討不同界面偶合劑的玻璃纖維，其改質與纖維斷面型態對複合材料的物理性質[硬度、密度
]、機械性質[抗張、抗折、衝擊]與熱性質[MI、TGA、DSC、TMA、HDT
、VST]及動態機械性質[DMA]的影響，最後再針對破壞面進行電子顯微鏡觀察以瞭解玻纖與 PA6 之界面關係。
結果顯示在固定玻璃纖維的添加量下，增韌劑的加入量以加入 8% 韌性最強、剛性最弱，加入 6%增韌劑的數值居中，與玻璃纖維界面相性提升，韌性與剛性數值居中。玻璃纖維的型態對於接近基材熔點的熱性質測試有較大的特徵變化而經由 SEM 觀察複材內部之玻璃纖維分布情況與纖維/高分子間的界面相容性，更進一步表明有加入增韌劑之複合材料其界面相性更佳。

This study was prepared by melt blending a glass fiber reinforced polyamide 6 (PA6) composites, to investigate the effects of 0%, 6% and 8% toughening and the influence of different types for short glass fiber on the performance of the PA6.
First, the morphology of glass fiber was first analyzed by FT-IR and XPS. After the completion of compounding, investigated the injection molding composites, by the effects of different fiber types on the physical properties(Hardness, Density), mechanical properties(tensile, bending, impact) and thermal properties(MI, TGA, DSC, TMA, HDT, VST) and dynamic mechanical properties(DMA). Then use the electron microscope to observed fracture specimen surface by understand the glass fiber and resin interface.
Results show that under the added amount of fixed glass fiber, toughener add 8% is toughness, 6% is moderate, 0% is stiffness, glass fiber type has larger characteristic changes for thermal properties by testing close to the melting point of the substrate. Use SEM observing the distribution of glass fiber inside the composite material and the interfacial phase between the fiber/polymer, it further shows that the composite material with the toughening agent has better interface.

第一章 緒論1
1-1 前言1
1-2 研究動機2
1-3 研究流程3
第二章 文獻回顧5
2-1 聚醯胺6（Polyamide 6, PA6 ）5
2-1-1 聚醯胺6 簡介與發展歷史5
2-1-2 聚醯胺6 的聚合理論6
2-1-3 聚醯胺6 的性質7
2-1-4 聚醯胺6 的優缺點及應用8
2-2 玻璃纖維8
2-2-1 玻璃纖維（Glass fiber）發展8
2-2-2 使用玻璃纖維（Glass fiber）種類9
2-2-3 聚烯烴彈性體(POE)簡介10
2-3 高分子複合材料製備方法11
2-3-1 混練的機制與原理11
2-4 文獻回顧12
第三章 實驗部分14
3-1 實驗材料14
3-2 實驗設備與儀器15
3-3 實驗步驟18
3-3-1 混練押出之製備18
3-3-2 射出成形試片之製備18
3-4 材料測試方法19
3-4-1 傅立葉遠紅外線光譜分析（FT-IR）19
3-4-2 X-射線光電子光譜（XPS）, 化學分析電子能譜儀22
3-4-3 掃描式電子顯微鏡（SEM）成像分析23
3-4-4 密度（Density ）24
3-4-5 空孔率計算（Void Content）25
3-4-6 硬度（Hardness）26
3-4-7 抗張測試（Tensile）27
3-4-8 抗折測試（Flexural）30
3-4-9 耐衝擊強度測試（Impact）32
3-4-10 熔融指數測定儀（MI）34
3-4-11 熱重量分析儀（TGA）35
3-4-12 微差掃描式熱量分析儀（DSC）35
3-4-13 靜態熱機械分析儀（TMA）熱膨脹係數分析36
3-4-14 熱變形溫度測試儀（HDT）37
3-4-15 維卡軟化溫度（VST）40
3-4-16 動態熱機械分析儀（DMA）彈性分析42
第四章 結果與討論43
4-1 高分子纖維複合材料結構與表面形態學分析43
4-1-1 傅立葉遠紅外線光譜分析（FT-IR）43
4-1-2 X-射線光電子光譜(XPS), 化學分析電子能譜儀46
4-1-3 掃描式電子顯微鏡（SEM）玻璃纖維型態觀察50
4-2 高分子纖維複合材料物理性質分析52
4-2-1 密度（Density）52
4-2-2 空孔率（Void Content）54
4-3 高分子纖維複合材料機械性質分析56
4-3-1 硬度試驗（Hardness）56
4-3-2 抗張試驗（Tensile properties）58
4-3-3 抗折試驗（Flexural properties）63
4-3-4 耐衝擊強度試驗（Impact properties）67
4-3-5 掃描式電子顯微鏡（SEM）試片形態學分析69
4-4 高分子纖維複合材料熱性質分析73
4-4-1 熔融指數測定（MI）73
4-4-2 複材熱重量分析（TGA）75
4-4-3 複材微差掃描式熱量分析（DSC）78
4-4-4 熱膨脹係數（CTE）與玻璃態轉變溫度（Tg）分析83
4-4-5 複材熱變形溫度分析（HDT）86
4-4-6 維卡軟化溫度（VST）88
4-5 高分子纖維複合材料動態熱機械性質之分析90
4-5-1 動態熱機械分析（DMA）90
第五章 結論93
第六章 未來研究方向94
第七章 參考文獻95

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