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研究生:許永忠
研究生(外文):Yung-Jung Shiu
論文名稱:PU/clay奈米複合材料之性質研究
論文名稱(外文):Synthesis and Characterization of PU/clay Nanocompoistes
指導教授:廖義田
口試委員:吳汝瑜陳志恆
口試日期:2005-07-25
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:有機高分子研究所
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:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:四級胺鹽奈米級複合材料疲勞特性
外文關鍵詞:nonlinear viscoelasticityelucidated
相關次數:
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本研究是將四級胺鹽與Na-MMT進行陽離子交換使黏土有機化,再與PCL單體進行聚合反應使Clay之層間距加大,有效達到奈米級分散的效果,並添加於PU之中,便形成奈米級複合材料。以拉力機探討其抗張強度性質,當Clay含量為1%時,其抗張強度增加44.6%為最大,Clay含量超過5%後其抗張強度不增反減。
另外利用南方30B有機Clay添加於PU之中,製備奈米複合材料,並以拉力機探討其抗張強度性質,當Clay含量為3%時,其抗張強度增加48.07%為最大,Clay含量超過15%後其抗張強度不增反減,另外探討其疲勞特性以作用機械零組件之參考。
Nanocomposites of polyurethanes have been prepared using an organically-modified clay. Physical and chemical properties are measured and analyzed by FTIR、XRD、DMA、DSC and TGA .The nonlinear viscoelasticity of nanocomposites is also elucidated .The nanocomposite show nonlinear viscoelasticity when it contains large amount of clay .On the other hand ,the fafigue failure behaviors are elucidated in this research .
中文摘要……………………………………………………………………………….Ⅰ
英文摘要……………………………………………………………………………….Ⅱ
誌謝…………………………………………………………………………………….Ⅲ
目次…………………………………………………………………………………….Ⅳ
表目錄…………………………………………………………………......…………. Ⅷ
圖目錄…………………………………………...……………………………………..Ⅸ
第一章 前言……………………………………………………………………...……..1
1.1 何謂奈米科技……………...…………………………………………………...1
1.2 奈米微粒之特性………………………………………………………………..2
1.2.1 量子尺寸效應…………………..…………………………………….…2
1.2.2 小尺寸效應...………………………………………..………………..…2
1.2.3 表面和界面效應…...…………………………………..…………..……2
1.2.4 宏觀量子隧道效應...…………………………………..…………..……3
1.3 奈米複合材料之應用領域……………………………………………………..3
1.3.1 在軍事領域的應用…………………………..………………………….4
1.3.1.1 在武器新能源領域…….……………..……………………….4
1.3.1.2 在光電子對抗領域………………….…..…………………….4
1.3.1.3 在軍用特種材料領域………………….………..…………….5
1.3.2 在化學化工領域的應用……………….……………..…………………5
1.3.2.1 在化工催化領域的應用…….………………..……………….5
1.3.2.2 在能源領域的應用…….………………………..…………… 5
1.3.3 在敏感材料領域的應用……….……………………..…………………6
1.3.4 在光電領域的應用……………….……………………..………………6
1.3.5 在電磁學領域的應用…………………….……………..………………7
1.3.6 在環保及食品等領域的應用………….…………..……………………7
1.3.7 在生物醫學領域的應用………….…………………..…………………8
第二章 文獻回顧……………………………………………………………………….9
2.1聚氨基甲酸酯(PU)的簡介……….………………………………………….9
2.1.1 聚氨基甲酸酯(PU)的歷史及簡介……….………..………...………9
2.1.2 聚氨基甲酸酯(PU)的特性……………….…………………………12
2.1.2.1 熱性質…….……………………………………..…………...12
2.1.2.2 機械性質…….…………………..…………………………...14
2.2 黏土之簡介………………….…………………..…………………………….16
2.2.1 黏土礦物與粘土…………………………..…………………………...16
2.2.2 高嶺土……………………………………..…………………………...18
2.2.3 海泡石……………………………………..…………………………...18
2.2.4 蒙脫土………………………………………..………………………...19
2.3 黏土的有機化處理……….……………………………...……………………20
2.3.1 黏土表面的有機化改質……………..………………………………...20
2.3.2 黏土對有機化合物的吸附………………………..…………………...22
2.4 高分子/黏土奈米複合材料簡介.…………………………………………..…23
2.4.1 奈米複合材料的定義…………..……………………………………...23
2.4.2 奈米複合材料的命名與分類……………..…………………………...25
2.4.2.1 奈米複合材料的命名……………………..…………………25
2.4.2.2 奈米複合材料的分類………………..………………………25
2.4.3 奈米複合材料的性能與特點……………..…………………………...29
2.4.3.1 奈米複合材料的基本性能…………..………………………29
2.4.3.2 奈米複合材料的特殊性質…………………..………………30
2.4.3.3 奈米複合材料的熱力學穩定性………………..……………31
2.5 高分子/黏土奈米複合材料的製備方法…………………….………..………31
2.5.1 奈米層間插入法……………..……………………………...…………31
2.5.2 奈米微粒填充法……………..……………………………….………..32
2.5.3 奈米微粒原位合成法………..………………………………………...32
2.5.4 聚合物基體原位聚合法………..……………………………………...33
2.5.5 兩相同步原位合成法……………..…………………………………...33
2.6研究動機……………………………………………………………………….34
第三章 實驗部分………..…………………………………………..………………...36
3.1 藥品……………………………………………………………………………36
3.2 實驗儀器………………………………………………………………………38
3.3 實驗步驟……………………………………………………………………....39
3.3.1 有機黏土之製備…...……………………………………………………39
3.3.1.1 RF-clay之製備……………………………..…………………..39
3.3.1.2 PCL/RF-clay之製備…………………….....…………………..39
3.3.1.3 PCL/30B clay之製備……………………...…..……………….40
3.3.2 聚氨基甲酸酯/黏土奈米複合材料……………………..………………40
3.3.2.1 PU/PCL-RF-clay奈米複合材料之製備……………………….40
3.3.2.2 PU/PCL-30B clay奈米複合材料之製備………………...……40
3.3.2.3 PU/30B clay奈米複合材料之製備……………………………41
3.4 測試條件………………………………………………………………………41
3.5實驗流程……………………………………………………………………….44
3.5.1 PU/PCL-RF-clay製備流程圖...…………………………………….……44
3.5.2 PU/PCL-30B clay製備流程圖…..………………...…………………….45
3.5.3 PU/30B clay製備流程圖...………………………………………...…….45
第四章
1. 尹邦躍,納米時代-現實與夢想,中國輕工業出版社,2002,p5
2. 張立德,納米材料,化學工業出版社,2002,p41
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21.顧宜,複合材料,新文京開發出版股份有限公司,2002,p7
22.廖義田、吳孟鴻,PU/clay奈米複合材料之研究,國立國立臺北科技大學有機高分子研究所論文
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