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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃紀豪
論文名稱:矽氧烷偶合劑在二氧化矽表面之吸附行為
指導教授:喬緒明喬緒明引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:東海大學
系所名稱:化學工程學系
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:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
中文關鍵詞:偶合劑二氧化矽環氧樹脂吸附表面張力
外文關鍵詞:silanesilicaepoxy resinadsorptionsurface tension
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摘 要
一般功能性高分子常在高分子基材中加入填充物來形成複合材料系統,但對材料改質而言常常遇到的問題是無法達到基材與填料之間好的界面結合性,如果無法形成良好的界面,那麼材料將無法使用。現今為了促進好的界面結合性大都會藉由一些表面活性劑、偶合劑、相容劑等表面處理來增強兩相間的鍵結效果與材料的機械性質,因此這些表面處理劑在材料改質方面就扮演著非常重要的角色。
高分子複材在加工製程中其表面處理步驟是非常重要的,且加工的成本也不可忽視,如果把填充材表面的處理步驟直接併到混合程序中,應該能有效的簡化製程,但是否能達到良好的界面結合效果還要看填充材表面的吸附特性。本研究將利用表面張力的量測技術來測定偶合劑分子在無機填料與基材界面的吸附濃度與添加量的關係,進而建立在環氧樹脂中無機填料二氧化矽對偶合劑的吸附模式。結果證明使用表面張力法間接推算表面吸附行為是可行的。
目 錄
中文摘要……………………………………………………………Ⅰ
英文摘要……………………………………………………………Ⅱ
誌謝…………………………………………………………………Ⅲ
目錄…………………………………………………………………Ⅳ
表目錄………………………………………………………………Ⅶ
圖目錄………………………………………………………………Ⅷ
壹. 緒論……………………………………………………………….1
1.1前言……………………………………………………………1
1.2研究動機………………………………………………………2
1.3研究目的………………………………………………………3
貳. 文獻回顧………………………………………………..………...7
2.1環氧樹脂應用與改質………………………………………....7
2.1.1環氧樹脂的應用………………………………………….8
2.1.2填充材對環氧樹脂的影響……………………………….9
2.2填充材的表面處理…………………………………………..13
2.2.1填料表面處理的作用機制………………………….…..13
2.2.2填料表面處理方法……………………………………...13
2.2.2偶合劑的影響及微觀性質……………………………...17
2.2.3偶合劑吸附行為………………………………………...18
2.3吸附理論……………………………………………………..19
2.3.1 Langmuir吸附動力理論.……………………………….21
2.3.2 Frumkin吸附模式………………………………………23
2.3.3 Generalized Frumkin吸附模式……….………………..24
2.3.4 Phase transition吸附方程式……………………………25
2.3.5對於液-固界面之吸附行為…………………………….26
2.3.6影響吸附之因素………………………………………...27
2.4實驗測量……………………………………………………..29
2.5表面張力測量………………………………………………..30
2.5.1表面張力定義…………………………………………...30
2.5.2影響表面張力的變因…………………………………...31
2.5.3表面張力的量測方法…………………………………...32
2.5.4懸垂液滴法……………………………………………...34
參. 實驗……………………………………………………………...37
3.1實驗材料……………………………………………………..37
3.2實驗設備與軟體……………………………………………..38
3.3實驗方法……………………………………………………..39
3.3.1樹脂密度之測定………………………………………...39
3.3.2表面張力量測與計算…………………………………...39
3.3.3 二氧化矽(Silica)之前處理………………………….40
3.3.4二氧化矽比表面積之量測……………………………...40
3.3.5二氧化矽對偶合劑進行吸附作用……………………...41
3.3.6 FTIR光譜儀測定分析………………………………….42
3.3.7熱重分析儀檢測………………………………………...42
肆. 結果與討論……………………………………………………...45
4.1 熱重分析(TGA)之結果………………………………….45
4.1.1 純環氧樹脂之含水量分析……………………………..45
4.1.2含水分5phr的環氧樹脂之分析………………………..45
4.1.3含矽氧烷偶合劑5phr的環氧樹脂之分析……………..45
4.1.4同時添加5phr的純水以及5phr矽氧烷偶合劑於
環氧樹脂內進行熱重損失分析…………………………46
4.2密度變化………………………………………………….….46
4.3環氧樹脂/空氣的界面行為………………………………….47
4.3.1平衡表面張力…………………………………………...47
4.3.2樹脂氣液界面濃度……………………………………...48
4.4二氧化矽吸附後樹脂所呈現的表面張力變化………….….49
4.5二氧化矽的表面吸附量……………………………………..50
4.5.1溫度對吸附的影響……………………………………...50
4.5.2二氧化矽的等溫吸附曲線……………………………...51
4.6 FTIR鑑定分析………………………………………………52
4.6.1純物質IR光譜之分析……………………………….…52
4.6.2 二氧化矽經吸附後FTIR光譜分析…………………...53
4.6.3 二氧化矽表面之定量分析……………………………..53
4.6.4 環氧樹脂內偶合劑殘留量分析………………………..54
4.7表面張力法與IR鑑定法之結果比較………………………54
伍. 結論與建議……………………………………………………...91
5.1 結論………………………………………………………….91
5.2 建議………………………………………………………….92
陸. 參考文獻………………………………………………………...93
參考文獻
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