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研究生:李政龍
研究生(外文):Cheng-lung Lee
論文名稱:聚苯乙烯/蒙脫土奈米高分子複合材料微細發泡機械/熱性質之研究
論文名稱(外文):Study of Mechanical/Thermal Properties of Microcellular Injection Study of Mechanical/Thermal Properties of Microcellular Injection Molded of PS/MMT Nanocomposites
指導教授:黃世欣黃世欣引用關係劉松柏劉松柏引用關係
指導教授(外文):Shyh-Shin HwangSung-Po Liu
學位類別:碩士
校院名稱:清雲科技大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
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:81
中文關鍵詞:聚苯乙烯蒙脫土雙螺桿混鍊機奈米高分子複合材料微細發泡射出微結構灰色理論
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本文主要是探討聚苯乙烯透過雙螺桿混鍊機來製備出不同蒙脫土添加含量的聚苯乙烯奈米高分子複合材料,再利用傳統射出及微細發泡射出製成試片,探討不同的蒙脫土添加量在拉伸試驗、衝擊試驗、耐磨耗硬度試驗、DSC、TGA、DMA、TEM及其微結構觀察是否有所變化。結果顯示添加蒙脫土的確對拉伸強度、衝擊強度、耐磨耗硬度、玻璃轉換溫度、裂解溫度,及其微結構、具有正面幫助,並在添加蒙脫土含量在1%時獲得實驗之最佳結果,而在衝擊強度方面,結果顯示添加蒙脫土並不會對其有所幫助。由聚苯乙烯奈米高分子複合材料之拉伸、衝擊、耐磨耗硬度試驗之實驗結果和灰色理論之預測值相比較,預測值準確度高達近99%以上,預測結果良好,對於奈米高分子複合材料上又提供了一項重要參考數據。
This study investigated the influence of mixing ratio of Montmorilloite (MMT) and Polystyrene (PS) on the mechanical/thermal properties. The mixing process is made by twin-screw extruder and the mixing ratio of the MMT and PS is 0 wt%, 0.25 wt%, 0.5 wt%,
1 wt%, 2 wt% and 3 wt% respectively. ASTM’s standard tensile and impact specimen are used to study the mechanical property in this study. Both conventional and microcellular injection molding process were adopted in this experiment. The PS/MMT nanocomposites structures were examined with X-ray diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscope (TEM). The thermal properties were studied by Differential Scanning Calorimeter (DSC) and Thermogravinetric Analysis (TGA).
The results show that the addition of MMT would increase the tensile strength, glass transition temperature, wear resistance, and cell density of PS/MMT nanocomposites until 1 wt%. When the mixing ratio of PS/MMT is higher than 1wt%, the tensile strength, impact strength, wear resistance, and cell density decrease. This is caused by the aggregation of the MMT. TEM and XRD results show that MMT is well dispersed.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒 論 1
1.1 前言 1
1.2 高分子介紹 1
1.3 聚苯乙烯(Polystyrene:PS) 3
1.4 蒙脫土(Montmorillonite:MMT) 4
1.5 奈米複合材料 5
1.5.1 改質劑的簡介 6
1.5.2 奈米複合材料的結合 8
1.5.3 奈米複合材料的製作 9
1.6 傳統射出成型技術 10
1.7 超臨界流體微細發泡射出成型技術 12
1.7.1 超臨界流體(SCF) 12
1.7.2 微細發泡射出成型簡介 12
第二章 文獻回顧 22
第三章:灰色理論 25
3.1灰色系統理論 25
3.2灰色生成與建模 27
3.3灰色預測GM(1,1)模型 28
第四章 實驗機具與實驗原理 34
4.1 實驗規劃與流程 34
4.2 實驗材料 34
4.3 實驗儀器設備 35
4.3.1 射出成型機與超臨界流體產生器 35
4.3.2 模溫機 35
4.3.3 精密電子天平 35
4.3.4 防潮箱 36
4.3.5 除濕乾燥機 36
4.3.6 掃瞄式電子顯微鏡(SEM) 36
4.3.7 微差掃描式熱分析儀(TGA) 36
4.4 實驗原理 37
4.4.1 拉伸試驗 37
4.4.2 衝擊試驗 37
4.4.3 耐磨耗硬度試驗 38
4.4.4 示差掃描熱分析(DSC) 38
4.4.5 熱重分析儀(TGA) 39
4.4.6 SEM試驗 39
4.4.7 XRD試驗 40
4.4.8 TEM試驗 40
第五章 實驗結果與討論 46
5.1 機械性質之結果 46
5.1.1 拉伸強度測試 46
5.1.2 拉伸斷面氣泡微結構 47
5.1.3 衝擊強度測試 48
5.1.4 耐磨耗硬度試驗 49
5.1.5 耐磨耗硬度表面微結構 49
5.1.6 拉伸應力-應變分析 50
5.2 熱性質試驗 50
5.2.1 DSC試驗 50
5.2.2 TGA試驗 51
5.2.3 DMA試驗 51
5.3 XRD試驗 52
5.4 TEM試驗 52
5.5 灰色預測 53
第六章 結論與未來討論方向 75
6.1 結論 75
6.2 未來研究方向 78
參考文獻 79
簡歷 81
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