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研究生:邱志民
研究生(外文):QIU,ZHI-MING
論文名稱:高含量磁粉之高分子複合材料的流變性質及機械性質之探討
指導教授:凌漢辰
指導教授(外文):LING,HAN-CHEN
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學工程研究所
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:1990
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:高含量磁粉複合材料流變性質机械
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在工程應用之領域中,高分子複合材料已有逐漸取代傳統高分子材料之趨勢,而磁性
高分子複合材料是其中較特出者,因為此種複合材料其所含之磁粉含量必須高至60∼
70vol.%(87∼92wt%)才可以得到足夠之磁強度;而高分子複合材料之物理性質主要取
決於高分子本性、填充物顆粒大小與形狀、高分子與填充物間之作用力、以及填充物
之表面性質等因素;事實上,影響高分子複合材料的最主要因素是高分子填充物表面
之作用力,為了要增強界面作用力,填充物表面均會以偶合劑(coupling agent)處理
,以改進界面性質從而得到高分子材料的最佳物性。
在1984∼1987年間,Saini and Shenoy發表了一第列探討高含量磁性高分子複合材料
性質的文獻,這是迄今為止對此類復合材料的物性探討最詳盡之文獻,其中對於磁粉
與高分子間之作用力定量分析之敘述。當初Saini and Shenoy所探討的對象是Styre-
ne-styrene copolymer與鋇系磁粉(BaO-6Fe O )之複合材料,本篇論文則選擇Nylon-
12 polymer與鉰系磁粉(SrO-6Fe O) 之複合材料為研究主題,根據Saini and Shenoy
之敘述對磁粉與高分子間的作用力加以探討。
本實驗是將鉰系磁粉以LICA44、LICA38偶合劑作表面處理,再加入Nylon12 中,製成
磁性高分子複合材料,將此複合材料之流變性質、機械性質與磁粉未經表面處理所制
成之複合材料作比較。由於無法測得磁粉含量為之粘度,故以power-law model 來預
測磁粉含量為60vol.% 之複合材料的黏度,然後再以Ziegel所提之界面模式求取界面
相之厚度(Δг),觀察在高、低磁粉含量及對不同之表面性質其界面厚度之變化、以
及對材料性質所造成之影響。
由實驗結果顯示,磁性高分子複合材料之磁粉界面厚度隨磁粉含量、及磁粉之界而性
質的不同而有所差異;由Ziegel界而模式之計算可知,磁粉含量高時其△r較磁粉含
量低者之△r來得小,這是由於當磁粉含量高時,高分子的數目不足以再有效覆蓋於
磁粉顆粒表面,故其△r必然會變小;而對相同之磁粉含量而言,如磁粉以LICA44偶
合劑處理,則界面厚度最厚,這是因為LICA44偶合劑與Nylon12 有化學作用力存在,
溼潤效果最好,故其所得到的機械強度亦較大,但同時其熔融狀態之粘度亦較大;而
磁粉以LICA38偶合劑處理者,其界面厚度較小,這是因為LICA38偶合劑與Nylon12 無
化學作用力存在,其界面只有物理作用力存在,所得到的機械強度亦較差,但由於有
此界面相存在,故其在熔融狀態時可降低磁粉之聚集程度,所以粘度較小;易言之,
LICA44偶合劑在鉰系磁粉/ Nylon12 系統中是為adhesive agent,而LICA38偶合劑是
為 dispersion agent,尤其在高磁粉含量時,其分散效果可能更好。

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