跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.222.218.145) 您好!臺灣時間:2024/02/29 16:56
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:吳聖安
研究生(外文):Sheng-An Wu
論文名稱:矽氧烷改質奈米級二氧化矽之合成及做為UV塗料添加劑之研究
論文名稱(外文):Studies on the Synthesizing of SiloxaneModified Nano Silica as UV Coatings Additives
指導教授:黃金城黃金城引用關係
指導教授(外文):Prof. Jin-Cherng Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立嘉義大學
系所名稱:森林暨自然資源研究所
學門:農業科學學門
學類:林業學類
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:89
中文關鍵詞:奈米矽氧烷改質奈米級二氧化矽2固態29Si核磁共振光譜儀分散性流體特性臨界表面張力熱行為
外文關鍵詞:NanoSiloxane Modified Nano Silica29Si Solid-state Nuclerar Magnetic Resonance SpectroscopyDispersibilityFluid CharacteristicsCritical Surface TensionThermal Behavior
相關次數:
  • 被引用被引用:6
  • 點閱點閱:974
  • 評分評分:
  • 下載下載:192
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究以矽氧烷改質奈米級二氧化矽,以獲得奈米無機/有機混合共聚物,作為UV塗料之添加劑。從 FTIR與29Si solid-state NMR分析得知,矽氧烷上之甲氧基斷裂並與奈米級二氧化矽鍵結,所生成T Type結構,可證實兩者已形成混成共聚物。就外觀性質而言,在TMP(EO)3TA中混入S90者均較 TT600 者更為透明;但以物理摻合方法混入者,除透明度明顯降低外,亦由於內聚強度過大,造成僅添加6 % 時即發生膠化。奈米級粒子之分散性,藉由SEM觀察可清楚發現,以化學混成之共聚物,其散佈情形、添加量及團聚現象的抑制,遠遠優於物理摻合者。另外,各聚合物之流體特性,在混成共聚物中S90達20、25及30 %均為牛頓流體,而其餘各配方均為非牛頓流體。此添加劑應用於UV塗料中,隨添加劑比率增加,可提升塗膜之硬度、降低光澤度,而臨界表面張力也隨之降低,且以PHS20為最低,其臨界表面張力為19.23 dyne/cm,表示其自潔性亦較佳。在熱行為方面,奈米級二氧化矽之共聚物的添加,亦能有效提高主要熱裂解溫度;另850℃下之焦炭殘留量,均與奈米級二氧化矽之添加量成正相關。
To obtain the synthesize nano inorganic/organic hybrid copolymer as a UV coatings additives, the nano silica was modified by siloxane. The results of FTIR and 29Si solid-state NMR analysis showed that the methoxy groups are broken from MEMO, and free MEMO were grafted with nano silica, T type structure, suggesting that nano inorganic/organic hybrid copolymer was created. For the appearance properties, after mixing S90 in TMP(EO)3TA, it was more transparently than mixing TT600, but the gel phenomenon was occurred at 6 % with the physical method. The observations of SEM showed that the dispersibility of nano particles, add content, and agglomerating resistance of hybrid copolymer were better than those of blending polymers. The fluid characteristics of all formulas with 20, 25, and 30 % of S90 hybrid copolymer showed the Newtonian fluids, but the others were non-Newtonian fluids. When the additives were added in the UV coatings, the coating film properties of the hardness increased, the gloss decreased, and the critical surface tension decreased with the increasing of additives amount, especially for critical surface tension, the value of PHS20 was 19.23 dyne/cm, expressing it was with a stronger self clean function. For the results of the thermal behavior, the major pyrolysis temperature was increased when the copolymer of the nano silica as the UV coatings additives was added. And at 850 oC it also showed a positive correlation between the char and the amount of nano silica additives.
目 錄
摘要.......................................................I
Abstract..................................................II
目錄......................................................IV
圖目次.....................................................V
表目次....................................................IX
第一章 前言................................................1
第二章 文獻回顧............................................4
一、奈米及奈米複合材料.....................................4
二、奈米複合塗料之應用....................................15
三、紫外光硬化型塗料......................................20
第三章 矽氧烷改質奈米級二氧化矽共聚物之物化性質...........27
一、試驗材料..............................................27
二、試驗方法..............................................29
三、結果與討論............................................32
第四章 UV塗料之調配及性能分析.............................56
一、試驗材料..............................................56
二、試驗方法..............................................59
三、結果與討論............................................63
第五章 結論...............................................72
參考文獻..................................................77
圖目次
圖1-1 含奈米TiO2的丙烯酸酯塗料的紫外光-可見光譜
Fig. 1-1 UV-Visible spectra of acrylate-coatings with TiO2 .....................................................18
圖1-2 含奈米SiO2的紫外光硬化塗料的紫外裝-可見光譜
Fig. 1-2 UV-Visible spectrum of acrylate-coatings contains SiO2 after
UV curing.................................................19
圖1-3 光聚合能階及激發之過程
Fig. 1-3 Photo-polymerization energy levels and process of exciting. ................................................25
圖3-1 矽氧烷改質奈米級二氧化矽共聚物之試驗流程
Fig. 3-1 Preparation processing of modification the nano silica by
silane copolymer..........................................29
圖3-2 MEMO與混成共聚物之FTIR光譜
Fig. 3-2 FTIR spectra of MEMO and hybrid copolymer. ......33
圖3-3 奈米級二氧化矽粉體(TT600、S90)之29Si solid-state NMR波譜
Fig. 3-3 The 29Si solid-state NMR spectra of Nano silica powder
(TT600, S90)..............................................35
圖3-4 奈米級二氧化矽(TT600、S90)以物理摻合之聚合物的29Si solid-state NMR波譜
Fig. 3-4 The 29Si solid-state NMR spectra of different diameter nano silica blending polymer.....................36
圖3-5 不同粒徑奈米級二氧化矽之混成共聚物的29Si solid-state NMR波譜
Fig. 3-5 29Si solid-state NMR spectra of different diameter nano silica hybrid copolymer..............................36
圖3-6 奈米級二氧化矽與MEMO接枝之T3結構
Fig. 3-6 Grafted T3 structure of nano silica and MEMO.....37
圖3-7 與TT600行物理摻合(BT)及化學混成(HT)聚合物之外觀
Fig. 3-7 Appearance of physical blending (BT), and chemical hybrid
(HT) polymer with TT600...................................38
圖3-8與S90行物理摻合(BS)及化學混成(HS)聚合物之外觀
Fig. 3-8 Appearance of physical blending (BS), chemical hybrid (HS) polymer with S90...........................38
圖3-9 物理摻合聚合物(BT、BS)之外觀
Fig. 3-9 Appearance of physical blending polymer with TT600 and
S90......................................................39
圖3-10 奈米級二氧化矽TT600之SEM觀察
Fig.3-10 SEM photograph of nano silica (TT600)............40
圖3-11 奈米級二氧化矽S90之SEM觀察
Fig. 3-11 SEM photograph of nano silica (S90) ............40
圖3-12 HS35混成共聚物之SEM觀察及EDX分析
Fig. 3-12 SEM photographs and EDX analysis of HS35 hybrid
copolymer.................................................41
圖3-13 HT35混成共聚物之SEM觀察及EDX分析
Fig. 3-13 SEM photographs and EDX analysis of HT35 hybrid
copolymer.................................................42
圖3-14 HS15混成共聚物之SEM觀察及EDX分析
Fig. 3-14 SEM photographs and EDX analysis of HS15 hybrid
copolymer................................................43
圖3-15 HT15混成共聚物之SEM觀察及EDX分析
Fig. 3-15 SEM photographs and EDX analysis of HT15 hybrid
copolymer................................................44
圖3-16 BS4物理摻合聚合物之SEM觀察及EDX分析
Fig. 3-16 SEM photographs and EDX analysis of BS4 blending
polymer. ................................................45
圖3-17 BT15物理摻合聚合物之SEM觀察及EDX分析
Fig. 3-17 SEM photographs and EDX analysis of BS15 blending polymer. .......................................46
圖3-18 物理摻合聚合物(BT、BS)之流變性
Fig. 3-18 Rheology of physical blending. .................49
圖3-19化學混成(HT)共聚物之流變性
Fig. 3-19 Rheology of chemical hybrid (HT) copolymer......50
圖3-20 化學混成(HS)共聚物之流變性
Fig. 3-20 Rheology of chemical hybrid (HS) copolymer......51
圖3-21 TMP(EO)3TA之TGA及DTG曲線
Fig.3-21 TGA and DTG curves of TMP(EO)3TA.................52
圖3-22 化學混成HT共聚物之TGA(上)及DTG(下)曲線
Fig.3-22 TGA and DTG curves of HT hybrid copolymer........53
圖3-23 化學混成HS共聚物之TGA(上)及DTG(下)曲線
Fig.3-23 TGA and DTG curves of HS hybrid copolymers.......54
圖3-24 物理法摻合BT及BS聚合物之TGA(上)及DTG(下)曲線
Fig. 3-24 TAG and DTG curves of physic blending BT and BS
polymer. ................................................55
圖4-1 UV塗料之試驗流程
Fig. 4-1 Preparation processing of UV coating formulation..............................................59
圖4-2 不同比例HT35添加劑對UV塗膜之臨界表面張力
Fig. 4-2 Critical surface tension of various additives (HT35) on UV coating films. ..............................68
圖4-3 不同比例HS35添加劑對UV塗膜之臨界表面張力
Fig. 4-3 Critical surface tension of various additives (HS35) on UV coating films. ..............................68
圖4-4 UV塗膜配方UA之TGA及DTG曲線
Fig. 4-4 TGA and DTG curves of UV coatings films of UA....70
圖4-5 各配方UV塗膜之TGA(上)及DTG(下)曲線
Fig. 4-5 TGA and DTG curves of various UV coating films..70
表目次
表1-1 奈米科技相關發展史
Table 1-1 History of nano science and technology...........4
表1-2 國內外奈米複合塗料實例
Table 1-2 Domestic and international cases of nano composite
coatings..................................................16
表1-3 常用UV塗料預聚合物之性能
Table 1-3 The properties of common UV coatings oligomers..21
表3-1 共聚物之代號與原料配方
Table 3-1 Sample code and formula of copolymer............30
表3-2 Si混成材料經29Si solid-state NMR分析之化學位移
Table 3-2 Chemical shift of Si hybrid materials by analyzing 29Si solid-state NMR............................34
表4-1 UV塗料之代號與原料配方
Table 4-1. Sample code and formula of UV coatings.........60
表4-2 各配方之UV硬化塗膜的耐家用化學藥品性
Table 4-2 Stain and reagents resistance of various UV coatings film.............................................64
表4-3 UV硬化塗膜配方間之基本性質及機械性質
Table 4-3 Fundamental and mechanical properties of various UV
coating films............................................65
表4-4各配方UV塗膜之接觸角
Table 4-4 Contact angle of various UV coating films......67
表4-5 各配方UV塗膜經TGA分析所得主要熱裂解起始溫度及焦炭殘留量
Table 4-5 Onset and char from TGA of various UV coating films.....................................................71
王德海、江欞(2001)紫外光固化材料-理論與應用。科學出版社第107頁。
王文竹(2002)奈米尺度的美麗新世界,科學月刊,33(10):843~847。
李世陽(2001a)奈米高分子複合材料新市場應用機會,化工資訊,15(5):15~19。
李世陽(2001b),奈米高分子複合材料新發展與應用,塑膠資訊,60:10~17。
李光亮(1999)有基硅高分子化學,科學出版社 第1,148~151頁。
林景正、賴宏仁(1999)奈米材料技術與發展趨勢,工業材料,153:95~101。
官振豐、馬振基、關旭強(2002)奈米聚烯烴(Polyolefin)複合材料在包裝領域之應用及其加工特性(Rheology),塑膠資訊,70:38~52。
洪世淇(2002)奈米微粒子的應用及市場展望,化工資訊,16(10):58~61。
洪世淇(2004)中國大陸奈米科技發展現況剖析,強化塑膠, 98:76~79。
馬振基、吳岱霖(2002),酚醛樹脂/二氧化矽奈米複合材料,塑膠資訊,67:21~26。
馬振基(2003a)「奈米材料技術地圖」簡介,塑膠資訊,79:1~14。
馬振基、戴炘、許嘉紋、楊正乾(2003)酚醛樹脂/二氧化矽奈米混成防火複合材料之製備及其性質之研究,工程科技通訊,69:91~95。
馬振基(2003b)奈米材料科技原理與應用,全華科技圖書股份有限公司 第1-8~1-9, 5-81~5-83頁。
徐國財、張立德(2004)奈米複合材料,五南圖書股份有限公司 第2~11頁。
郭文法(1998)奈米材料(Nanomataterials)-溶膠奈米複合材料,化工資訊,12(2):50~59。
陳忠吾(2004)奈米高分子複材開發綜論,塑膠資訊,88:11~17。
陳政杰(2003)二氧化矽奈米粒子的合成及表面改質,紡織中心月刊,13(3):217~222。
畢樹一(2004)奈米複合材料的現狀和今後發展,橡膠工業,28(2):15~25。
張上鎮(1984)紫外光硬化塗裝的特性與發展,台灣林業,10(3):25-30
張上鎮、許富蘭(1993)高分子光引發劑在紫外光硬化塗裝上的應用,林產工業,12(3):121-130。
張上鎮(2001)紫外光硬化塗料與塗裝(2)。塗料與塗裝技術89:16-25。
張立德、牟季美(2002)奈米材料和奈米結構。滄海書局 第5-9頁。
莊舜弘(2004)奈米科技之應用與影響,勞工安全衛生簡訊,63:2~3。
黃金城(1996)塗料與塗膜性質檢驗。木材塗裝技術研討混講義。國立嘉義農專林產工業科,嘉義 第1-82頁。
黃金城(2001)環保塗料流動性之改善。林產工業叢書(17)。中華民國林產事業協會 第135-148頁。
游錫揚(1992)纖維複合材料,國張出版社 第209~244頁。
蔡宗燕(1997)納米級無機層材之開發與應用,工業材料,125:120~128。
蔡宗燕(2002)奈米級複合材料之開發與應用之市場分析,化工科技與商情,36:15~19。
廖建勛(1998a)高分子奈米複合材料之結構與物性,塑膠資訊,17:21~36。
廖建勛(1998b)奈米材料的發展動態,化工資訊,12(2):20~27。
廖建勛(2001a)機能性奈米複合材料之發展與應用,塑膠資訊,60:18~23。
廖建勛(2001b)奈米高分子複合材料發展現況與未來趨勢,化工資訊,15(5):20~27。
劇金蘭、張鑫、趙石林(2001)全國第二屆奈米材料和技術應用論文集。杭州C43。
劉吉平、郝向陽(2002)奈米科學與技術,科學出版社 第26~46頁。
盧崑宗(1985)紫外線硬化塗料之特性及塗裝技術。林產工業。4(3):85-101。
戴炘、馬振基、江金隆、張海瑞(2002)防火難燃奈米複合材料,塑膠資訊,70:17~29。
簡弘民(2003)創造無限可能的金手指奈米科技之國內外發展現況,永續產業發展,11:73~78。
Bajipai, M., V. Shukla, and A. Kumar (2002) Film performance and UV curing of epoxy acrylate resins. Progress in Organic Coating. 44: 271-278.
Dowbenko, R., and G. Gruber (1983) Radiation Curing of Organic Coatings. Progress in Organic Coatings.11: 71-77.
Decker., C., Zahouily K., Decker D., Nguyen T., and Viet. Thi (2001) Performance of acylpphosphine oxide in photoinitiated polymerization. Polymer, Vol.42, p.7551.
Decker, C. (2002) Kinetic study and new applications of UV radiation curing. Macromol. Rapid Commun. 23: 1067-1093.
Fouassier, J. P. (1995) Photoinitiation, photopolymerization, and photocuring:fundamentals and application, Hanser publishers, Munich Vienna New York.
Frank, B., H. Ernst, U. Deaker, M. Findeisen, H.-J. Gläsel, H. Langguth, Eberhard, R. Mehnert, and C. Peuker (2000a) Preparation of scratch and abrasion resistant polymeric nanocompositer by monomer grafting noto nanoparticles, 1. FTIR and multi-nuclear NMR spectroscopy to the characterization of methacryl grafting, Macromol. Chem. Phys. 201: 2654-2659.
Frank, B., H. Ernst, U. Deaker, M. Findeisen, H.-J. Gläsel, H. Langguth, Eberhard, R. Mehnert, and C. Peuker (2000b) Preparation of scratch and abrasion resistant polymeric nanocompositer by monomer grafting noto nanoparticles, 2. Characterization of rsdiation-cured polymeric nanocomposites, Macromol. Chem. Phys. 201: 2765-2770.
Frank, B., H. Ernst, U. Deaker, M. Findeisen, H.-J. Gläsel, H. Langguth, Eberhard, R. Mehnert, and C. Peuker (2002) Preparation of scratch and abrasion resistant polymeric nanocompositer by monomer grafting noto nanoparticles, 3. Effect of filler particles and grafting agents, Macromol. Mater. Eng. 287: 546-552.
Frank, B., H. Ernst, U. Deaker, M. Findeisen, H.-J. Gläsel, H. Langguth, Eberhard, R. Mehnert, and C. Peuker (2003) Preparation of scratch and abrasion resistant polymeric nanocompositer by monomer grafting noto nanoparticles, 4. Application of MALDI-TOF mass spertrometry to the characterization of surface modified nanoparticles, Macromol. Mater. Eng. 204: 356-383.
Frank, B., H.-J. Gläsel, E. Hartmann, H. Langguth, and R. Hinterwaldner (2004) Functional inorganic/organic as new basic raw materials for adhesives and sealants, International Journal of Adhesion & Adhesives 24:519-522.
Gläsel, H.-J., F. Bauer, E. Hartmann, R. Mehnert, H. Möbus, and V. Ptatschek (2003) Radiation-cured polymeric nanocomposites of enhanced surface-mechanical properties, Nuclear intruments ad methods in Physics Research B 208: 303-308.
Hageman H. J. (1985) Photoinitiator for free radical polymerization. Progress in Organic Coatings. 13:123-150.
Miller, H. C.(1993) UV/EB-cure urethane acrylate and epoxy acrylate coating. Modern. Paint and coatings. (12):40.
Rybny, C. B., J. C. Trebellas and J. A. Vona (1975) New Raw Materials for radiation curable coatings. Metal Finishing. 73(8): 32-36.
Segurola, J., N. S. Allen, M. Edge, A. McMahon, and S. Wilson (1999) Photoyellowing and discolouration of UV cured acrylated clear coatings system: influence of photoinitiator type, Polymer Degradation and Stability, 64: 39.
Thames, S. F. and H. Yu (1999) Cationic UV-cured coatings of epoxide-coataining vegetable oil. Surf. Coat. Tech. 115: 208-214.
Zou, K. and M. D. Soucek (2005) UV-curable cycloaliphatic epoxide based on modified linseed oil: synthesis, characterization and kinetics. Macromil. Chem. Phys. 2006: 967-975.
Zwanenberg R.C.W. (1995) in: Proc. 7th Conf. Rad. Cur._RadTech Europe_95, Maastricht p. 373.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 姜添輝(2004)。教師是專業或是觀念簡單性的忠誠執行者?文化再製理論的檢證。教育研究集刊,49(4),頁93-126。
2. 姜添輝(2002)。當前課程改革的社會階級公平性議題。教育研究,101,頁39-59。
3. 李國偉(1994)。教育鬆綁。教改通訊,4,頁10-13。
4. 李奉儒(2004)。九年一貫課程中實施道德教育的困境與突破。學生輔導,92,頁38-54。
5. 朱敬一(1995)。教育鬆綁的理論與實際。教改通訊,11,頁2-4。
6. 楊深坑(2000)。迎向新世紀的教育改革—方法論之省察與國際改革趨勢之比較分析。教育研究集刊,44,頁1-33。
7. 黃毅志(1994)。台灣地區民眾主觀階級認同。東吳社會學報,3,頁265-301。
8. 黃炳煌(1994)。我對「教育鬆綁」的一些看法。教改通訊,3,頁2-4。
9. 謝金蓉(1994)。李遠哲最初草擬了約五十人的機密名單-教改會成員名單出爐,激進和保守兩種極端意見都被排除,而且刷掉了師範系統和立委的名單。新新聞週刊,392,頁92-95。
10. 簡茂發(2002)。多元化評量之理念與方法。教育資料與研究,46,頁1-7。
11. 王文竹(2002)奈米尺度的美麗新世界,科學月刊,33(10):843~847。
12. 李世陽(2001b),奈米高分子複合材料新發展與應用,塑膠資訊,60:10~17。
13. 林景正、賴宏仁(1999)奈米材料技術與發展趨勢,工業材料,153:95~101。
14. 官振豐、馬振基、關旭強(2002)奈米聚烯烴(Polyolefin)複合材料在包裝領域之應用及其加工特性(Rheology),塑膠資訊,70:38~52。
15. 洪世淇(2004)中國大陸奈米科技發展現況剖析,強化塑膠, 98:76~79。