臺灣博碩士論文加值系統

填充型導電性高分子複合材料必須藉由填充材料在基材內部形成導電通路，以獲得導電及電磁波屏蔽之功能。然而因為加入大量的填充材料，衍生出複合材料與基材的機械物性有明顯之差異。
本實驗採用聚烯烴彈性體分別加入導電碳纖維或導電碳黑經由塑譜儀混煉均勻成導電高分子複合材料，藉以探討其表面電阻係數、電磁波屏蔽效益等電氣性質及機械拉伸性質。
聚烯彈性體為熱可塑性彈性體；其比重較一般熱塑性材料低，且在寒冷氣候下能保持柔性和韌性，於添加大量之導電碳纖維及導電碳黑時，仍可擁有較高之延伸率及較低之比重。實驗結果顯示本研究所開發之材料其表面電阻最大可達80Ω/□，電磁波屏蔽效益最高可達60~90dB，延伸率可達824%，故可作為電磁波屏蔽材料；對一般家電通訊設備，具有良好的電磁波屏蔽效果；又可適用於室內抗靜電襯墊；在其延伸及柔軟性較佳的狀況下，更適用於需耐曲折之人造皮革等產品，如手機皮套等。

Conductive and electromagnetic shielding effects of filler-type conductive polymer composites result from the filler used to construct conductive circuits in matrix. Furthermore, massive fillers would cause significant difference in mechanical properties between the new composites and the original matrix.

Polyolefin elastomer was used in this study. It was blended evenly by brabender with carbon fiber and carbon black respectively to form conductive polymer composites. Besides the electrical properties as coefficient of surface resistance and electromagnetic shielding effect, the tensile properties were also investigated.

Polyolefin elastomer is thermoplastic with lower specific gravity than usual thermoplastic materials. It would maintain flexibility and toughness in cold weather. Although massive conductive carbon fiber or conductive carbon black was added, the characteristics of higher elongation and lower specific gravity still remained. The experimental results showed that the coefficient of surface resistance could reach as high as 80Ω/□; the maximum electromagnetic shielding effect could attain to 60~90dB, and the elongation could be 824%. It is evident that the composite materials developed in this research are suitable for utilization in anti-static or anti-electromagnetic man-made leathers, linings of other anti-static materials, etc.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機 7
第二章 研究理論 8
2.1電磁波理論 8
2.2電磁波干擾理論 12
2.3電磁波屏蔽理論 18
2.4拉伸強度理論 24
第三章 研究方法 28
3.1實驗材料與特性 28
3.1.1聚烯烴彈性體 28
3.1.2碳黑 29
3.1.3碳纖維 32
3.1.4偶合劑 33
3.2實驗設備及測試儀器 35
3.2.1四位數多功能精密天秤 35
3.2.2塑譜儀 35
3.2.3軋輪機 36
3.2.4熱壓機 36
3.2.5裁片機 37
3.2.6同心圓高電阻係數測試儀 38
3.2.7四點探針低電阻係數測試儀 38
3.2.8萬能材料試驗機 39
3.2.9電磁波屏蔽效益測試裝置 39
3.2.10掃描式電子顯微鏡 40
3.2.11光學顯微鏡 40
3.2.12熱重分析儀 41
3.3實驗流程與方法 42
3.3.1實驗流程 42
3.3.2導電複合材料之製備 43
3.3.3導電複合材料之規格 43
3.3.4表面電阻係數之測試 44
3.3.5電磁波屏蔽效應測試 44
3.3.6比重測試 45
3.3.7拉伸測試 46
第四章 結果與討論 48
4.1改變不同填充材料種類與含量對複合材料表面電阻係數之影響 48
4.1.1改變碳黑與碳纖維含量對複合材料表面電阻係數之影響 49
4.1.2固定導電填充材料含量改變碳黑/碳纖維比例對表面電阻係數之影響 50
　　4.1.2.1 固定導電填充材料15wt%改變碳黑/碳纖維比例對表面電阻係數之影響 51
4.1.2.2 固定導電填充材料30wt%改變碳黑/碳纖維比例對表面電阻係數之影響 52
4.1.3導電填充材料添加1wt%偶合劑對表面電阻係數之影響 53
4.2改變不同填充材料種類與含量對厚度1.5mm複合材料電磁波屏蔽效益之影響 54
4.2.1 改變碳黑與碳纖維含量對厚度1.5mm複合材料電磁波屏蔽效益之影響 56
4.2.2固定導電填充材料含量改變碳黑/碳纖維比例對厚度1.5mm複合材料電磁波屏蔽效益之影響 59
4.2.2.1 固定導電填充材料15wt%改變碳黑/碳纖維比例對厚度1.5mm電磁波屏蔽效益之關係 59
4.2.2.2 固定導電填充材料30wt%改變碳黑/碳纖維比例對厚度1.5mm電磁波屏蔽效益之關係 60
4.2.3 導電填充材料添加1wt%偶合劑對厚度1.5mm電磁波屏蔽效益之影響 62
4.2.4改變不同填充材料種類與厚度對複合材料電磁波屏蔽效益之影響 64
4.3改變不同填充材料種類與含量對複合材料比重之影響 69
4.4改變不同填充材料種類與含量對複合材料拉伸性質之影響 70
4.4.1改變碳黑與碳纖維含量對複合材料表面拉伸性質之影響 70
4.4.2固定導電填充材料含量改變碳黑/碳纖維比例對拉伸性質之影響 72
4.4.2.1固定導電填充材料15wt%改變碳黑/碳纖維比例對拉伸性質之影響 72
4.4.2.2固定導電填充材料30wt%改變碳黑/碳纖維比例對拉伸性質之影響 73
4.4.3 導電填充材料添加1wt%偶合劑對拉伸性質之影響 74
4.5掃瞄式電子顯微鏡觀察分析 76
4.5.1 不同填充材料添加於POE中SEM觀察 76
4.5.2固定導電填充材料含量改變碳黑/碳纖維比例添加於POE中SEM觀察 78
4.5.3 導電填充材料添加1wt%偶合劑於POE中SEM觀察 80
4.6破損分析 81
4.7熱重量損失分析 85
4.8複合材料特性探討 88
第五章 結論 91
建議 93
參考文獻 94

參考文獻
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