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研究生:黃世偉
研究生(外文):Shih-Wei Huang
論文名稱:PET/PMMA/PP奈米複合材料之研究
論文名稱(外文):A study of PET/PMMA/ PP nanocomposites
指導教授:廖義田
口試委員:陳志恆吳汝瑜
口試日期:2008-07-21
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:有機高分子研究所
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:聚對苯二甲酸乙二酯聚甲基丙烯酸甲酯聚丙烯蒙特土
外文關鍵詞:Polyethylene terephthalatePoly(methyl methacrylate)Polypropylene
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奈米技術為本世紀最有影響力的技術,也是全球已積極投入的技術領域之一,奈米技術之研發重點在奈米化學技術、奈米物理技術及奈米工程技術;這些技術被廣泛應用到各種產業,其中奈米化學技術可以說是最重要之基礎技術,奈米化學技術所能應用的產業也非常廣泛;包括化工、觸媒、高分子、纖維、材料、生技及特化品等各個產業,而這些產業也正是台灣支持國家發展之重要產業,而在高分子領域中複合材料扮演著重要角色,複合材料是指擷取兩種或兩種以上的材料所組何而成的,可展現出組合前材料的各自優點,而成為性能優越的新材料,同時具有高強度、易加工與特殊性質等特性,研究至今已有一段時間,但仍然有廣大的討論與應用。
本論文的研究內容分為三個題材,所有實驗是將親油化改質後之無機黏土以溶液分散(solution dispersion) 方式分散於甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、對苯二甲酸乙二酯(PET) 與聚丙烯(PP) 基材上,藉以提升其機械特性。奈米複合材料所添加的蒙特土(montmorillonite) 須達剝離的狀態,才能使高分子物性達到最佳的狀態。本實驗設計將添加不同比例的蒙特土於高分子(PMMA & PET & PP) 中,在固定溫度下成膜,得到奈米複合材料,再探討其機械性質及熱性質。
Nanocomposites of PET-Clay、PMMA-Clay and PP-Clay are studied in this research.The clay are exfoliated by acrylic acid living polymerization.The exfoliated nanocomposites are obtained with clay contents ranging from 1% to 10%.
The tensile strength and glass transition temperature increase significantly after adding the clay.
摘要 2
ABSTRACT 3
誌謝 4
目錄 5
表目錄 8
圖目錄 9
第一章 前言 11
1.1 複合材料 11
1.2 奈米複合材料 11
1.2.1 奈米複合材料定義 11
1.2.2 有機-無機奈米複合材料 12
1.2.3 聚合物-無機奈米複合材料 12
1.2.4 奈米複合材料的類型 12
1.2.5奈米複合材料的應用 12
1.3 研究動機 14
第二章 文獻回顧 16
2.1 奈米複合材料之命名 16
2.2 奈米複合材料的性能與特點 16
2.2.1 同步增韌增強效應 16
2.2.2 新品功能高分子材料 17
2.2.3 強度大、模量高 17
2.2.4 阻隔性能 18
2.3 聚酯類之簡介 18
2.3.1 聚對苯二甲酸乙二酯 (PET) 之介紹 19
2.2.1 結晶相形態 19
2.2.3 機械性質 20
2.4 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之介紹 21
2.4.1 PMMA之特性 22
2.4.1 PMMA在生醫之應用 23
2.5 聚丙烯 (PP) 之介紹 24
2.5.1 聚合方法 24
2.5.2 PP成型方法和用途 25
2.6 黏土之簡介 25
2.6.1 黏土礦物與黏土 25
2.6.2蒙脫土 27
2.7 黏土的有機化處理 29
2.7.1 黏土表面的有機化改質 29
2.7.2 黏土對有機化合物之吸附 30
2.7.3 奈米複合材料的分類 31
2.8 高分子-黏土奈米複合材料之製備方法 35
2.8.1 奈米層間插入法 35
2.8.2 奈米微粒填充法 35
2.8.3 奈米微粒原位合成法 36
2.8.4 聚合物基體原位聚合法 36
2.8.5 兩相同步原位合成法 37
第三章 實驗方法 38
3.1 實驗材料 38
3.2 儀器介紹 41
3.2.1紅外線光譜儀 (Fourier Transfer Infrared,FTIR) 41
3.2.2 微差掃瞄熱卡計 (Differential Scanning Calorimeter) 42
3.2.3 X-ray 繞射分析儀 (X-ray Diffraction,XRD) 43
3.2.4 萬能材料測驗機 45
3-3 實驗步驟 47
3-3-1 Clay 改質劑之合成 47
3.3.2 改質clay的步驟 48
3.4 PMMA-Clay 奈米複合材料薄膜之製備 49
3.5 PET-Clay 奈米複合材料薄膜之製備 50
3-6 PP-Clay 奈米複合材料薄膜之製備 51
第四章 結果與討論:PMMA-Clay 複合材料 52
4.1 有機改質之Clay 52
4.1.1 傅立葉紅外線吸收光譜 (FT-IR)分析 52
4.1.2 X-ray 繞射(XRD)分析 53
4.2 PMMA-Clay 複合材料之(FT-IR)分析 54
4.3 X光繞射分析 (XRD) 55
4.4 機械性質之分析 56
4.5 熱性質分析 60
第五章 結果與討論:PET-Clay 複合材料 64
5.1 傅立葉紅外線吸收光譜 (FT-IR)分析 64
5.2 X光繞射分析 (XRD) 65
5.3 機械性質之分析 66
5.4楊氏係數之探討 68
5.5 熱性質之分析 70
第六章 結果與討論:PP -clay 複合材料 74
6.1 有機改質之Clay 74
6.1.2 X光繞射分析(XRD) 75
6.2傅立葉紅外線吸收光譜 (FT-IR)分析 76
6.3 熱性質分析 77
第七章 結論 80
第八章 參考文獻 81
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