跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.206.76.226) 您好!臺灣時間:2021/07/30 21:42
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:陳銘進
研究生(外文):Ming jin chen
論文名稱:張力對浸漬熱處理高強力/高模數基布定型及纖維結構之研究
論文名稱(外文):Study on the Fiber Structure of High Strengths and Modules Filament by RFL Dipping withHeat Treatment and Tension
指導教授:邢文灝
學位類別:碩士
校院名稱:中國文化大學
系所名稱:材料科學與奈米科技研究所
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:123
中文關鍵詞:關鍵字詞:高強力聚酯纖維尼龍66纖維橡膠RFL黏結力聚酯布熱縮率
外文關鍵詞:Keywords: PET fiber、Nylon66 fiber、Rubber、RFL、Adhesive
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:379
  • 評分評分:
  • 下載下載:8
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
國內橡膠補強用的纖維材料,大多採用高強力聚酯及高強力尼龍66作為補強材料之用,早期橡膠補強最大的問題莫過於纖維與橡膠之間的界面與材料尺寸安定性的問題,纖維與橡膠介面問題的改善就目前看來技術已達到成熟階段,但材料本身尺寸安定性還有待研究與探討。
當然補強材料與橡膠的接著力本身是沒有問題的,但為了成本與力學性質的考量,將補強材料都採用聚酯梭織物後在界面上就較具技術性。
本研究所使用的纖維材料為高強力聚酯及高強力尼龍66來探討尺寸安定性方面的問題,先將未經過合股及加撚的纖維材料分別進行熱定型處理,處理過程中分別利用張力與溫度的條件控制,將纖維材料進行熱定型處理,分別探討各種條件下對纖維材料的影響,結果顯示聚酯纖維經240℃熱處理無張力下熱縮率達22%,於熱定型過程中需要300gf/1000d之張力控制才可將熱縮克服。尼龍纖維經240℃熱處理無張力下熱縮率達11.5%,只需150gf/840d之張力即可有效控制熱縮率。
高強力聚酯纖維與高強力尼龍66纖維經熱處理後,經FTIR鑑定後發現其官能基並無減少或增加的現象。但高強力尼龍66纖維經100℃熱處理後其Tg點由原本120℃上升至126℃,熱處理溫度超過140℃後尼龍66Tg點消失。
無張力經160℃熱處理後之聚酯纖維經X-ray繞射發現,於14度出現繞射角,如將收縮後的纖維材料再進行拉伸在進行X-ray繞射,可發現其並無14度繞射角。以濕式微波處理450W時與未處理樣本最比較吸附甘油時間可縮短至11秒。由剝離強力測試可觀察出,濕式微波處理900W時,布與布層間剝離強力提升至11.7%,布與膠層間剝離強力提昇至21.6%。
表面活性低的高分子可藉由表面處理改善其表面,藉由增加表面活性提升高分子表面的濕潤性質,表面處理的方式有許多種,表面氧化法是其中一種,本文利用高錳酸鉀將聚酯纖維表面氧化,使的聚酯纖維達到非常好的瞬間濕潤效果,對照組聚酯布完全吸收甘油的時間需要15秒以上,然而利用高錳酸鉀處理過後的聚酯布對完全吸收甘油的時間有大幅度減少的趨勢,高錳酸鉀濃度0.08mol/L完全吸收甘油的時間為9.4秒、濃度0.1mol/L完全吸收甘油的時間為7.8秒、濃度0.2mol/L完全吸收甘油的時間為6.2秒、濃度0.3mol/L完全吸收甘油的時間為5.2秒、濃度0.5mol/L完全吸收甘油的時間為4.8秒,然而經高錳酸鉀處理過後的聚酯布對粘結力卻沒有幫助。
Fiber materials that it is used to reinforce the rubber in Taiwan are usually the high strength polyester or the high strength Nylon 66. Before, the biggest problem to reinforce the rubber is the interface and the material size stability between the fiber and rubber. The technology so far at present of the fiber and rubber interface problem has already reached a ripe stage, but the material stability itself still awaits research and discussion.
What is certain is that the adhesion between consolidation material and rubber itself has no problem at all. But to consider the cost and mechanic static. Using all the material polyester woven fabric as the consolidate materials, it will be quite technical on the interface.
Fiber materials that use in this research to probe into the size stability are strong polyester and strong Nylon 66. First we let the fibre with no ply or twist go through heat setting , then use tension and temperature to control separately during the treatment. And probe with the influence on the fiber under different condition. The result shows that the polyester fiber have heat shrinkage of 22% under the condition of carry out in 240℃ with no tension. It will need 300gf/1000d of tension apply to the fiber during heat setting to overcome shrinkage. The Nylon fiber have heat shrinkage of 11.5% under the condition of 240℃heat treatment with no tension, and it only need 150gf/840d of tension apply to the fiber during heat setting to overcome shrinkage.
After heat treatment, strong polyester and strong Nylon 66 fiber is examine by FTIR spectrum and show that peak did not reduce or rise. The strong Nylon 66 after going through 100℃heat treatment, it’s Tg point rise from 120℃ to 126℃. When the heat treatment temperature is higher than 140℃, the Tg point of Nylon 66 disappear.
The polyester fiber with no tension and 160℃heat treatment that go through the X-ray diffraction show that it appear an diffraction angle of 14. If we take the fiber after shrinking to draw once more, then carry out X-ray diffraction, can find that there is no diffraction on 14 degrees. By using wet microwave treatment compare to the untreated sample the absorption of glycerine can reduce to 11 second. Can be observed out of strip brute force, when with wet microwave treatment 900W, strip brute force can improve to 11.7% among cloth and cloth, strip brute force can improve to 21.6% among cloth and rubber.
目錄
中文摘要 I
Abstract III
謝誌 V
目錄 VI
圖目錄 X
表目錄 XV
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 表面處理加工回顧 11
第二章 理論 14
2-1 表面處理簡介 14
2-2 微波照射理論 15
2-3 微波處理之高分子表面改質 18
2-3-1 微波表面清潔 18
2-3-2 交鏈反應 19
2-3-3 表面活化 19
2-3-4 表面粗化 20
2-4 纖維熱學性質 20
2-4-1 非結晶態高分子聚合物的熱力學狀態與轉變 21
2-4-2 結晶態高分子聚合物的熱力學狀態與轉變 23
2-5 基布與橡膠黏著之原理 24
2-6 接著破壞摸型 26
2-7 表面接觸角(Contact angle)與表面能 27
第三章 實驗 30
3-1 材料與藥劑 30
3-2 儀器設備 30
3-3 樣本規格與製作 31
3-3-1 熱定型纖維樣本 31
3-3-2 黏結力基布樣本 31
3-4 微波照射處理條件 32
3-5 測試與分析項目 32
3-6 實驗流程 41
第四章 結果與討論 43
4-1 纖維熱縮率分析 43
4-2 FTIR傅利葉轉換紅外線光譜儀分析 54
4-3 DSC熱分析儀測試分析 56
4-3-1 高強力聚酯纖維與尼龍66熱處理後之DSC 56
4-3-2 RFL藥劑之反應溫度 58
4-3-3 高強力聚酯纖維含浸RFL藥劑之DSC分析 59
4-3-4 高強力尼龍66纖維含浸RFL藥劑之DSC分析 61
4-4 X-ray繞射纖維結構分析 62
4-5 RFL濃度之粘度分析 66
4-6 SEM外觀分析 67
4-6-1 高強力聚酯纖維無加水及加水微波處理後之SEM 67
4-6-2 高強力聚酯纖維無加水及加水微波處理後浸漬之SEM 69
4-6-3 高強力聚酯纖維經高錳酸鉀浸漬之SEM 71
4-6-4 高強力聚酯纖維經高錳酸鉀處理浸漬RFL之SEM 74
4-6-5 高強力聚酯纖維經不同RFL濃度浸漬後之SEM 76
4-6-6 高強力聚酯基布經黏結力測試完後之SEM 80
4-7 經向拉伸斷裂強力測試分析 81
4-8 聚酯梭織物接觸角測試分析 83
4-9 黏結力測試分析 88
4-9-1 不同間苯二酚濃度之RFL對黏結力的影響 88
4-9-2 聚酯梭織物經由各種微波處理後對其間剝離強力之影響 90
第五章 結論 94
第六章 建議 98
參考文獻 99
附錄 102

圖目錄
圖2-1微波裝置圖[13] 17
圖2-2微波表面清潔圖 19
圖2-3利用微波進行交鏈反應示意圖 19
圖2-4微波表面活化示意圖 20
圖2-5利用微波處理將表面粗化示意圖 20
圖2-6黏著模型[20] 26
圖2-7黏著破壞構造模式[21] 27
圖2-8液滴接觸角示意圖[24] 29
圖3-1典型的DSC圖形[26] 33
圖3-2 X-ray原理示意圖(a)銅靶X-ray,1s電子離子化所形成之電洞由2p電子填入,並伴隨X-ray釋出 (b)銅靶釋出之X-ray光譜[26]。 35
圖3-3 X-ray繞射之示意圖。 36
圖4-1高強力聚酯未含浸水之熱收縮性質 48
圖4-2高強力聚酯含浸水之熱收縮性質 48
圖4-3高強力尼龍66未含浸水之熱收縮性質 49
圖4-4高強力尼龍66含浸水之熱收縮性質 49
圖4-5高強力尼龍66之高張力濕熱收縮型 50
圖4-6尼龍與聚酯纖維無荷重下之濕熱收縮 50
圖4-7尼龍66與聚酯纖維在不同荷重下之濕熱收縮性質 51
圖4-8聚酯纖維含浸藥之熱收縮性質 51
圖4-9尼龍66含浸藥劑之熱縮率 52
圖4-10聚酯纖維於600gf下之不同處理條件之熱縮率 52
圖4-11 0gf張力在不同處理條件下尼龍66熱縮率 53
圖4-12 600gf張力在不同處理條件下尼龍66熱縮率 53
圖4-13高強力聚酯布經不同張力熱處理之S-S曲線 54
圖4-14高強力聚酯纖維FTIR分析 55
圖4-15高強力尼龍66纖維FTIR分析 56
圖4-16高強力聚酯纖維DSC分析 57
圖4-17高強力尼龍66纖維DSC分析 58
圖4-18 RFL反應前後之DSC分析 59
圖4-19高強力聚酯纖維與RFL之DSC分析 60
圖4-20高強力尼龍66與RFL反應DSC分析 62
圖4-21未處理條件下聚酯X-ray繞射圖 63
圖4-22處理條件450gf 240℃下聚酯X-ray繞射圖 64
圖4-23處理條件0gf 160 ℃下聚酯X-ray繞射圖 64
圖4-24處理條件0gf 240 ℃下聚酯X-ray繞射圖 65
圖4-25處理條件0gf 160 ℃下聚酯纖維,並經拉伸(200mm/1min ) X-ray繞射圖 65
圖4-26處理條件0gf 240 ℃下聚酯纖維,並經拉伸(200mm/1min ) X-ray繞射圖 66
圖4-27不同濃度RFL反應黏度變化 67
圖4-28無處理之聚酯纖維 68
圖4-29聚酯纖維微波處理450W 68
圖4-30聚酯纖維加水微波處理450W 69
圖4-31未處理聚酯經RFL浸漬 70
圖4-32聚酯纖維未加水微波450W處理經RFL浸漬 70
圖4-33聚酯纖維加水微波450W經RFL浸漬 71
圖4-34聚酯纖維經0.1mol 高錳酸鉀浸漬 72
圖4-35聚酯纖維經0.2mol 高錳酸鉀浸漬 72
圖4-36聚酯纖維經0.3mol 高錳酸鉀浸漬 73
圖4-37聚酯纖維經0.5mol高錳酸鉀浸漬 73
圖4-38未經處理之聚酯纖浸漬RFL 74
圖4-39高錳酸鉀0.2mol處理浸漬RFL 75
圖4-40高錳酸鉀0.3mol處理浸漬RFL 75
圖4-41高錳酸鉀0.5mol處理浸漬RFL 76
圖4-42浸漬1%間苯二酚之RFL 77
圖4-43浸漬2%間苯二酚之RFL 77
圖4-44浸漬3.5%間苯二酚之RFL 78
圖4-45浸漬4%間苯二酚之RFL 78
圖4-46浸漬5%間苯二酚之RFL 79
圖4-47浸漬7%間苯二酚之RFL 79
圖4-48低黏結力表面基布表面 80
圖4-49高黏結力表面基布表面 81
圖4-50經不同微波條件處理之應力-應變曲線圖 82
圖4-51聚酯梭織物經各輸出能量微波處理之接觸角變化圖 85
圖4-52聚酯梭織物經270W輸出能量之微波處理其接觸角變化圖 85
圖4-53聚酯梭織物經450W輸出能量之微波處理其接觸角變化圖 86
圖4-54聚酯梭織物經630W輸出能量之微波處理其接觸角變化圖 86
圖4-55聚酯梭織物經900W輸出之微波處理其接觸角變化圖 87
圖4-56聚酯梭織物經高錳酸鉀與微波處理後其接觸角變化圖 87
圖4-57改變RFL藥劑中之間苯二酚布與布間剝離強力 89
圖4-58改變RFL藥劑中之間苯二酚布與膠間剝離強力 90
圖4-59聚酯基布經微波處理後布與布間剝離強力 91
圖4-60聚酯基布經微波處理後布與膠間剝離強力 92
圖4-61未經活化處理聚酯布與布層間剝離強力 92
圖4-62未活化處理聚酯布與膠層間剝離強力 93


表目錄
表1-1 輸送帶表面處理文獻回顧表。 11
表3-1 一般X-ray所使用金屬靶之波長[26]。 34
表4-1 經不同微波照射處理後之強力 82
表4-2 聚酯梭織物經各項微波後最終接觸角變化值 88
1.邢雅堂,RFL浸漬加工道數及添加助劑對PET/Nylon輸送帶基布與橡膠結合性之研究、華岡紡織期刊,第六卷,第一期,台北市,中華民國,80-87(1998)
2.楊明得,加裝預溫冷卻裝強化PET/Nylon輸送帶基布黏結性之研究、華岡紡織期刊,第八卷,第二期,台北市,中華民國,25-31(2001)
3.黃永松,減量加工應用於PET/Nylon輸送帶基布粘結性之探討、華岡紡織期刊,第九卷,第三期,台北市,中華民國,270-277(2002)
4.林智榮,經電子束照射PET/Nylon輸送帶基布粘結性之研究,第十九屆纖維科技研討會,29-32 (2003)
5.汪大鈞,經電荷照射處理對PET/Nylon輸送帶基布粘結性之研究,第十九屆纖維科技研討會,17-20 (2003)
6.張豪峰,經微波照射處理後對PET/Nylon輸送帶基布粘結性之研究,華岡紡織期刊,第十二卷,第一期,台北市,中華民國,65-70(2005)
7.陳銘進,經微波照射處理對PET/Nylon梭織物補強橡膠複合材料粘結性之研究,華岡紡織期刊,第十二卷,第一期,台北市,中華民國,83-90(2005)
8.高英財,微波處理對聚酯纖維梭織物補強橡膠輸送帶黏結性之研究,華岡紡織期刊,第十三卷,第一期,台北市,中華民國,47-57(2005)
9.邢雅棠,聚對噁唑二苯(PBO)高分子纖維表面處理及其複合材料介面特性之研究,長庚大學化工及材料工程學研究所,1-39(2001)
10.D Al-Doori, R Huggett, J.F. Bates, S.C. Brooks, A comparison of denture base acrylic resins polymerized by microwave irradiation and by conventional water bath curing systems, Dent Meter. 4: 25-32(1988)
11.RA Heddleson, S Doores, Factors Affecting Microwave Heating of Foods and Microwave Induced Destruction of Good Borne Pathogens –A Review., Journal of Food Port. 57: 1025-1037(1994)
12.ET Thostenson, TW Chou, Microwave Processing Fundamentals and Applications. 10-17(1999)
13.賴桂平,微波及水煮聚合之假牙樹脂的形態與機械性質間之關係,國立中山大學材料科學研究所碩士論文,8-11(2001)
14.Isidro Sanchez and Julio R. Banga, Temperature Control Microwave Combination Ovens, Journal of Engineering. 46, 21-29(2002)
15.M. E. C. Oliveira, Microwave Heating of Foodstuffs, Journal of Engineering. 53, 347-359(2002)
16.S. Mojtaba Mirabedini, Hamid Rahimi, Sh. Hamedifar, S. Mohsen Mohseni, Microwave irradiation of polypropylene surface: a study onwettability and adhesion,International Journal of Adhesion & Adhesives. 24, 163–170(2004)
17.H. Krump, I. Hudec, AS. Luyt,Influence of plasmas on the structural characterization of polyesterfibres determined by Hg-porosimetry, International Journal of Adhesion & Adhesives. 25,269-273(2005)
18.顏明弘等編,纖維物理(第二版),中國紡織工業研究中心,23-30(1997)
19.于偉東,儲才元,紡織物理,中國紡織大學出版社,209-215(2001)
20.原著Bidinelli、編譯 楊思澤,Industrial Adhesives 工業用粘著劑與施工,高立圖書有限公司,1-18(1999)
21.原著日本橡膠協會、編譯 賴耿陽,最新橡膠材料實務,復漢出版社,288-294(2001)
22.牟秀娟、李陽世,電漿處理對聚酯織物濕潤性與擴散性效應之研究,臺北科技大學學報 三十四期,87-97(2001)
23.B. Tomcik, D.R. Popovic, I.V. Jovanovic and Z.Lj. Petrovic, Modification of Wettability of Polymer Surfaces by Microwave Plasmas, Journal of polymer research. 8, 4, 259-266(2001)
24.康啟三,PET/Nylon梭織物經微波照射處理對其接觸角之研究,華岡紡織期刊,第十二卷,第一期,台北市,中華民國,23-28(2005)
25.Ibon Aranberri-Askargorta,a Thomas Lampke,b and Alexander Bismarck c,Wetting behavior of flax fibers as reinforcement for polypropylene,Journal of Colloid and Interface Science. 263,580–589(2003)
26.汪建民主編,材料分析,中國材料協會,560-563(1998)
27.R. Govindaraj, C. S. Sundar, L. Seetha Lakshmi, V. Sridharan, M. Premila and D. V. Natarajan. Chemical Physics. 302, 2004. 185-192(2004)
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top