臺灣博碩士論文加值系統

本論文利用單體聚合法(in situ polymerization)備製聚醯亞胺-黏土奈米復合材料，將無機蒙脫土利用離子交換法改質為有機蒙脫土。聚合物單體與再與有機蒙脫土混合，成為聚醯亞胺-黏土奈米復合材料。利用不同黏土參雜比例，備製一系列不同黏土含量之醯亞胺-黏土奈米復合材料。
實驗中，我們利用達到奈米級分散程度之黏土，以其無機層材所提供之特性作一些比較。以XRD之基本鑑定其分散以至奈米級分散，並以TGA研判其熱裂解溫度隨黏土增加熱裂解溫度增加，並以偏光顯微鏡探討其表面型態，可發現含黏土會導致結晶增加，並以LCR量測其材料之介電係數隨黏土增加而降低。

In this thesis, in situ polymerization was used to produce Polyimide/Clay nanocomposities , which transforms inorganic Montmorillonite into Organophilic Montmorillonite by ion-exchange method. Monomers are mixed with Organophilic Montmorillonite to produce Polyimide/Clay nanocomposities. By using various composition ratio of clay, We make a series of Polyimide/Clay nanocomposities with different clay ratio.

In this study, the characteristics provided by inorganic layer material of clay with nano-scale dispersion are compared. XRD is used identify the dispersion level to nano-scale. TGA is used to judge that the temperature of thermal Decomposed with increasing with the clay ratio. Surface condition is observed by polarizing microscope and it is found that in produced nanocomposites of clay addition will increase crystal. LCR is used to measure the dielectric constant and it was found that dielectric constant decrease with the clay ratio.

目 錄

第一章 緒論 …………………………………………………1
1.1 前言 ………………………………………………………1
1.2 研究動機 ……………………….…………………………2
第二章 文獻回顧 ……………………………………………3
2.1奈米複合材料簡介 …………………………………………3
2.2奈米複合材料的特性與類型 ………………………………5
2.3 聚醯亞胺簡介…………………………….…………………8
2.4 層狀黏土簡介………………………………………………10
2.5 改質劑簡介…………………………………………………13
2.6 介電常數……………………………………………………16
第三章 實驗流程……………………………………..………19
3.1 藥品…………………………………………………...………18
3.2分析儀器………………………………………………………19
3.3實驗儀器………………………………………………………21
3.4儀器量測實驗…………………………………………………22
3.4.1 TGA測量…………………………..………………………22
3.4.2 XRD ………………………………………………………..22
3.4.3 傅利葉紅外線光譜儀………………………………….….22
3.4.4 抗拉強度檢測 ……………………………...……….……22
3.4.5 Polarizing microscope………………………..……….……22
3.4.6 Film Reflectivity Analyzer…………………..…..…………22
3.4.7 介電量測 …………………………………….……………23
3.5 蒙脫土親油化 ………………………………………………24
3.6 聚亞胺醯之合成 ……………………………….…………26
第四章 結果及討論…………………………..………………27
4.1 XRD之分析 ………………………………...………………28
4.3 FTIR之分析 …………………………………….......………29
4.2 TGA之分析 ……………………………………....…………29
4.3 Polarizing microscope觀察 ……………………..........……30
4.4 反射率(Reflectivity) …………………………………………32
4.5 抗拉強度檢測 ……………………………………....………34
4.6 介電量測 ………………………………………....…………35
第五章 結論及展望…………………………………..………36參考資料 ……………………………………………..………38













圖 目 錄

圖2-1 Polymer/Clay奈米複合材料之分類……………………………5
圖2-2 Polymer/Clay Nanocomposites for In-Situ Polymerization之反應機制……………………………………………....……………41
圖2-3 Polyimide合成………………………………..………………42
圖 2-4 Clay {1：2}結晶結構 …………………….…..………………43
圖3-1 PI – Clay 鍛燒Profile ……………………….…………….…45
圖3-2 PI-Clay 製造流程 ……………………………..………………46
圖4-1 改質前Clay之XRD圖………………………..………………47
圖4-2 改質後Clay之XRD圖………………………..………………47
圖4-3 Polyimide/Clay0%之XRD圖 …………………………………48
圖4-4 Polyimide/Clay1%之XRD圖 …………………………………48
圖4-5 Polyimide/Clay3%之XRD圖 …………………………………48
圖4-6 Polyimide/Clay5%之XRD圖 …………………………………48
圖4-7 含不同Clay比率之Poly(amic acid) IR圖…………………….50
圖4-8 含不同Clay比率之Polyimide IR圖…………………………..51
圖4-9 不同Clay含量之Polyimide/Clay Nanocomposites
Td溫度與剩餘炭渣%之關聯圖 ……………………...……..…52
圖4-10 不同Clay含量之Polyimide/Clay Nanocomposites之TGA
曲線圖…………………………………………………….……..53
圖4-11 PI Clay 0% 200X ……………………………..………..………54
圖4-12 PI Clay 1% 200X………………………….……………………54
圖4-13 PI Clay 3% 200X………………………….……………………54
圖4-14 PI Clay 5% 500X………………………….……………………54
圖4-15 晶核劑對對結晶性高分子的結晶行為影響模型 …………...55
圖4-16 波長480nm Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites反射率………………………..…………..……………..……56
圖4-17 波長600nm Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites反射率…………………………………………………….…57
圖4-18 波長633nm Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites反射率………………………………………………………57
圖4-19 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites Tensile Strength……………………………...………………………58
圖4-20 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites 於頻率1K Hz之介電常數 ………………………….…………………59
圖4-21 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites 於頻率10K Hz之介電常數………………………...……………………59
圖4-22 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites 於頻率100K Hz之介電常數……….…………………………………..…60
圖4-23 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites 於頻率1M Hz之介電常數…………………..…………………………60
圖4-24 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites 於頻率1K Hz之介電損失…………………..………………………….…62
圖4-25 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites 於頻率10K Hz之介電損失 ……………………………………………62
圖4-26 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites 於頻率100K Hz之介電損失………………………………………..……63
圖4-27 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites 於頻率1M Hz之介電損失…………………………………………..…63
圖4-28 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites 於30℃頻率1k、10k、100k、1M Hz之介電常數………………………..61





表 目 錄

表2-1 Clay種類………………….………..…….……………………43
表3-1 Sample PI-Clay比率及重量………………..…………………44
表4.1 PI/Clay比率及重量………………...……….…………………27
表4-2 不同Clay含量之Polyimide/Clay Nanocomposites之XRD數據…………..…………………………………………………48
表4-3 Poly(amic acid) FTIR對照表………………………………….50
表4-4 Polyimide FTIR對照表…………………………………..……51
表4-5 不同之Clay含量之Polyimide/Clay Nanocomposites之TGA數據………………………………………………………..……52
表 4-6三種波長於Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites反射率………………………………………………………..56
表4-7 Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites 抗拉強度測試………………………………………………………..……59
表4-8 30℃時Clay含量不同之Polyimide/Clay Nanocomposites之介電常數……………………………………………..…………61

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