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研究生:陳冠甫
研究生(外文):Guan-Fu Chen
論文名稱:以超臨界二氧化碳製備水性PU發泡材
論文名稱(外文):Production of water-base PU microfoaming matrix by using supercritical carbon dioxide
指導教授:許瑞祺許瑞祺引用關係
指導教授(外文):Ruey-Chi Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:化工與材料工程研究所
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:超臨界流體水性PU二氧化碳泡孔泡徑發泡體結構體發泡劑
外文關鍵詞:supercritical fluidwater-base PU
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本實驗是利用超臨界二氧化碳來製備水性PU發泡體,並尋找最佳的發泡溫度與壓力,以及探討操作條件如溫度、壓力、含浸時間、洩壓速度對於水性PU發泡體相型態的影響和發泡前後其熱傳導係數以及機械性質的變化。
由實驗結果得知,以超臨界二氧化碳作為發泡劑,要使水性PU能夠發泡的溫度必須控制在40℃左右,溫度越高,發泡的微結構型態不佳。實驗操作洩壓速率要越快越好,洩壓的時間短,發泡的效果越好。考慮發泡效果較佳的40℃的情況下,操作壓力越高,發泡材的密度與cell density會越大,其孔隙度、體積膨脹率以及泡孔泡徑會越小。在相同操作溫度、壓力下,含浸時間約2小時,發泡材的結構體較佳。目前所得之發泡材最小孔洞為8.7μm、最大cell density約7.09×109 cell/cm3。控制溫度於40℃、壓力3000psi、含浸時間120mins,可獲得熱傳導係數約0.22 W/mK之隔熱材料,在相同的實驗條件下可以獲得降伏應力5.59 MPa之水性PU發泡體。
This experiment is using supercritical carbon dioxide is to prepare water-base PU foaming materials and search for the best foaming conditions. The research is studying the effect on the water-base PU foamed matrix which caused by the operation conditions such as temperature, pressure, depressure time,and soaking time.
According to the experimental result, regarding supercritical carbon dioxide as the blowing agent , the temperature of making water-base PU foamed must be controlled below 40℃, the lower the temperature is, the depressure time of making water-base PU foamed must be controlled as fast as possible, the shorter depressure time is the more obvious the foam is. Under the better foaming temperature of 40℃, when using higher operation pressure ,foam density and cell density of material will be more heavy , volume expansion rate and cell sizes will be smaller. Under the same temperature and pressure , when the soaking time increases , the foam density of material and the cell size will become smaller, volume expansion rate and cell density will be larger. At present, the minimum cell size of foam material is 8.7 μm , and the biggest cell density is around 109 cell/cm3. Under the control temperature of 40℃, pressure of 4000psi ,and the soaking time of 120 minutes , we can obtain the low heat transfer foamed materials with thermal conductivity around 0.19W/mK. We Can also obtain the foamed water-base PU which yield stress is 5.59 MPa under the same experiment condition.
目錄
第一章 緒論……………………………………………………………1
第二章 文獻回顧……………………………………………………3
2-1聚氨酯簡介………………………………………………………….3
2-1.1聚氨酯發展沿革…………………………………………….3
2-1.2水性與油性PU之差異………………………………………6
2-1.3水性PU製造化學……………………………………………9
2-1.4聚胺酯的應用範圍………………………………………11
2-2高分子發泡……………………………………………………13
2-2.1高分子發泡分類………………………………………….13
2-2.2發泡劑介紹……………………………………………….15
2-2.3發泡理論………………………………………………….19
2-3超臨界流體發泡技術………………………………………………24
2-3.1以超臨界流體做為發泡劑之優點……………………….24
2-3.2超臨界流體簡介理………………………………………25
第三章 實驗藥品與實驗方法…………………………………………31
3-1 實驗藥品………………………………………………………...31
3-2 實驗設備…………………………………………………………32
3-3 實驗流程………………………………………………………...33
3-4 實驗步驟………………………………………………………...35
3-5發泡體的內部孔洞形態觀察及性質之量測………………………35
3-5.1發泡體的內部孔洞分析(SEM)……………………………35
3-5.2 發泡體之密度測量………………………………………35
3-5.3發泡體之相對體積膨脹率測量…………………………36
3-5.4發泡體之泡徑大小測量……………………………………36
3-5.6發泡體之泡孔數目測量……………………………………36
3-5.7發泡體之熱性質測定(DSC)………………………………37
3-5.8拉伸機測試…………………………………………………37
3-5.9熱傳係數測試……………………………………………….37
第四章 結果與討論……………………………………………………38
4-1發泡體微結構之討論………………………………………………38
4-1.1洩壓速度對發泡體微結構的影響…………………………38
4-1.2溫度對發泡體結構的影響…………………………………41
4-1.3壓力對發泡體微結構之影響………………………………46
4-1.4浸潤時間對發泡體微結構之影響…………………………50
4-2 發泡體mass density與cell density之探討…………………55
4-3發泡體相對體積膨脹度與孔隙度之探討..............61
4-4發泡後熱傳導性質討論……………………………………………66
4-5發泡後機械性質討論………………………………………………68
第五章 結論……………………………………………………………70
參考文獻………………………………………………………………72
參考文獻
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