臺灣博碩士論文加值系統

本研究之主旨為探討玻璃纖維強化杜塞型聚胺基甲酸酯改質乙烯酯樹脂拉擠成型複合材料之製備。本研究首先要探討的是杜塞型聚胺基甲酸酯/乙烯酯預聚合物的合成條件，再來探討的是加工變數對於材料性質的影響。杜塞型聚胺基甲酸酯/乙烯酯預聚合物的合成條件主要探討此預聚合物在加工前的黏度及官能基變化。利用黏度計探討杜塞型聚胺基甲酸酯/乙烯酯預聚合物的操作時間（Pot Life）及利用FTIR光譜探討預聚合物的反應性，之後再以SEM探討纖維與樹脂間的含浸情形。加工變數的探討主要是針對加工變數對於拉擠成型複合材料的性質影響，尋找最佳的拉擠成型加工變數及條件。加工變數包括模具溫度、杜塞型聚胺基甲酸酯的含量、拉擠速度、填充劑的種類與含量及後硬化溫度與時間等。從上述的探討尋找玻璃纖維強化杜塞型聚胺基甲酸酯改質乙烯酯樹脂拉擠成型複合材料系統的最佳條件。
本研究結果顯示玻璃纖維強化杜塞型聚胺基甲酸酯改質乙烯酯樹脂拉擠成型複合材料系統的最佳條件如下：由DSC圖及機械性質測試所得的最適當模具溫度為170~200℃，最佳的模具溫度為190℃；所填加的杜塞型聚胺基甲酸酯的比例以10wt%為最佳；最適當的拉擠速度為20cm/min~80cm/min，以60cm/min為最佳的拉擠速度；填充劑的種類及含量以5phr的滑石粉為最佳；後硬化處理以後硬化溫度100℃及後硬化時間60min為最佳。

This research presents a proprietary pultrued process developed to manufacture blocked polyurethane / vinyl ester composites. Based on the investigation of the pot life to the resin, the reactivity of the resin and fiber wet-out, it was found that blocked polyurethane / vinyl ester shows excellent processability for composites. The effect of processing parameters on the mechanical properties of pultruded glass fiber reinforced blocked polyurethane / vinyl ester composites has been studied. The processing parameters investigated included die temperature, blocked polyurethane content, pulling rate, filler type and content, and postcure temperature and time.
This study also present a proprietary process developed to manufacture blocked polyurethane / vinyl ester composites. The effect of processing parameters on the mechanical properties of the composites has been studied. From the DSC and mechical properties tests, the suitable for die temperature range is 170℃~200℃, and the optimum die temperature is 190℃. From the experiment results, the suitable for pulling rate is between 20~80cm/min, and the optimum pulling rate is 60cm/min. The suitable for blocked polyurethane content is 10wt%. The mechanical properties increase at a suitable postcure temperature and time. Furthermore, the properties that decreased as a result of composite degradation after long postcure time. The suitsble temperature and time are 100℃ and 60 min, respectively.

摘 要....................................................IV
ABSTRACT..................................................VI
謝 誌..................................................VIII
表 目 錄................................................IX
圖 目 錄.................................................X
一、前言...................................................1
二、文獻回顧..............................................10
2-1 拉擠成型加工法發展史.................................10
三、理論探討..............................................20
3-1 樹脂之合成理論.......................................20
3-1-1 前言...............................................20
3-1-2 樹脂反應機構與變數探討.............................20
3-1-3 樹脂之合成.........................................22
3-1-3.1 杜塞型聚胺基甲酸酯樹脂之合成.....................22
3-1-3.2 乙烯酯樹脂之合成.................................25
3-1-3.3 Blocked PU / VE IPNs樹脂之合成...................27
3-1-4 樹脂之硬化反應.....................................27
3-1-4.1 杜塞型聚胺基甲酸酯之聚合反應.....................27
3-1-4.2 乙烯酯之硬化機構.................................28
3-1-4.3 Blocked PU / VE IPNs之硬化機構...................29
3-2 填充劑之添加.........................................30
3-3 拉擠成型設備及加工法.................................30
3-3-1 加工設備...........................................30
3-3-2 加工法.............................................32
3-4 纖維技術.............................................35
3-5 纖維加工參數的探討...................................39
3-5-1 纖維含浸樹脂的變數.................................39
3-5-2 模具溫度、模具長度及拉擠速度.......................40
3-5-3 含浸材料在模具中所產生的剪切應力...................41
3-5-4 模具壓力...........................................42
3-5-5 後硬化處理.........................................43
四、實驗部份..............................................45
4-1 實驗藥品與材料.......................................45
4-2 實驗方法.............................................47
4-3 實驗儀器設備.........................................49
4-4 測試方法.............................................51
4-5 實驗流程圖...........................................61
五、結果與討論............................................62
5-1 樹脂配方合成及加工可行性之探討.......................62
5-1-1 含浸槽樹脂黏度與溫度關係的探討.....................62
5-1-2 操作時間（Pot Life）的探討.........................63
5-1-3 反應性（Reactivity）的探討.........................64
5-1-4 纖維與樹脂含浸的探討...............................64
5-2 加工參數之探討.......................................65
5-2-1 模具溫度的探討.....................................65
5-2-2 Blocked PU含量的探討...............................67
5-2-3 拉擠速度（Pulling Rate）的探討.....................70
5-2-4 填充劑（Filler）含量與種類的探討...................71
5-2-5 後硬化溫度與時間關係的探討.........................73
六、結論.................................................107
七、參考文獻.............................................109

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