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研究生:石偉誌
研究生(外文):Wei-Chic Shih
論文名稱:陽離子型環氧樹脂(CE/Siloxane/Oxetane) 之光固化動力學與機械性質分析
論文名稱(外文):Curing Kinetics Study on Cationic Epoxy Resin(CE/Siloxane/Oxetane) Resulted Mechanical Properties
指導教授:芮祥鵬芮祥鵬引用關係
指導教授(外文):Syang-Peng Rwei
口試委員:鄭國忠莊富盛芮祥鵬
口試日期:2016-07-13
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
畢業學年度:104
語文別:中文
中文關鍵詞:環氧樹脂、機械性質、陽離子光聚合、光固化動力學
外文關鍵詞:Cationic photopolymerizationepoxysiloxaneoxetanemechanical propertiesKinetics
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本研究為探討陽離子型光固化環氧樹脂之雙官能基三元環(oxirane)添加第二單體(矽氧烷與四元環)環氧樹脂之光固化動力學與機械性質分析。
將三元環 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-cyclohexanecarboxylate (DM421P)分別跟矽氧烷 Polydimethylsiloxane (DMS-E09)與3-Ethyloxetane-3-methanol (DM401)混合,配置不同的當量莫爾比,如 10/0、9/1、7/3、5/5與3/7混合後,加入陽離子型光起始劑 Chivacure 1176 (0.5 wt%、1 wt%、3 wt%、5wt%、7wt%),在室溫下經紫外光照射後形成網狀交聯結構,在比較其加入矽氧烷與四元環之差異性。
固化過程以 Photo-DSC 亦稱為 DPA (Double Beam Photocalorimetric Accessory) 恆溫靜置下偵測反應放熱值,並換算得熱能轉化率,代入 Kamal 方程式,求其實驗轉化率以及 k、m、n 值。
找出最佳混和比例後將其照光成型,再以DMA (Dynamic mechanical analysis)測量樣品之玻璃轉移溫度,從拉伸試驗可得其抗拉強度與延伸性,抗衝擊試驗可得樣品之衝擊能量,而抗折試驗則是可得知其抗彎強度。
In this study, we investigates the kinetics and mechanical properties of cationic UV curble resin made by oxetane and siloxane epoxy.
The oxirane (DM421p) were mixed with different equivalent molar ratio with siloxane (DMS-E09) and oxetane (DM401) , such as 10:0、9:1、7:3、5:5 and 3:7. And the cationic photoinitiator CHIVACURE 1176 was by different weight percentage (0.5%、1%、3% and 5%) and triggered to form cross-linking networks by ultraviolet beam under the room temperature.

During the UV-curable process, the equipment was called DPA (Double Beam Photocalorimetric Accessory), it used to detect exothermic reactions and calorimetric conversions .We used the Kamal equation to simulated the experient conversion versus rate and found the k、m、n value.

We found the best monomer molar ratio and made the film by UV-curing machine.The mechanical properties that we used the DMA (Dynamic mechanical analysis) 、tensile test、IZOD impact and flexural test to measure the glass transition temperature、tensile stress and strain、toughness、flexural strength and stress.
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 VI
表目錄 IX
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 紫外光樹脂的起源 3
2.2 紫外光的定義 4
2.3 紫外光固化樹脂 5
2.4 紫外光固化樹脂的種類 8
2.4.1 自由基光固化系統(乙烯基類反應性樹脂) 9
2.4.2 陽離子光固化系統(非乙烯基類反應性樹脂) 11
2.5 紫外光固化樹脂的組成 13
2.5.1寡聚物(oligomer) 14
2.5.2單體(monomer) 20
2.5.3 光起始劑 21
2.6 紫外光厚膜固化 27
2.7 光固化之影響因素 28
2.8 紫外光固化材料之應用 29
第三章 實驗方法 30
3.1 實驗藥品 30
3.1.1 環氧樹脂 30
3.1.2 矽氧烷系 31
3.1.3 光起始劑 31
3.2 實驗儀器 32
3.2.1 熱示差微分雙光卡量計 32
3.2.2 傅立葉轉換紅外光線光譜儀 33
3.2.3 動態機械分析儀 35
3.2.4 紫外光固化機 37
3.2.5 拉伸試驗機 38
3.2.6 抗衝擊試驗機 41
3.2.7 抗彎折試驗機 42
3.3 實驗部分 43
3.3.1 樣品製備 43
3.3.2 實驗流程及方法 43
3.4 光固化動力學 [14] 47
3.4.1 陽離子型樹脂光固化動力學之理論放熱量∆Hp 48
第四章 結果與討論 50
4.1 混摻矽氧烷(Siloxane)系之光固化動力學分析 50
4.1.1 光起始劑與矽氧烷含量之影響 50
4.2 混摻四元環(Oxetane)之光固化動力學分析 64
4.2.1光起始劑與四元環含量之影響 64
4.3 拉伸測試(Tensile test) 78
4.4 抗衝擊試驗 (IZOD Impact test) 83
4.5 抗彎折試驗 (Flexural test) 86
4.6 動態機械分析(DMA) 89
4.7 傅立葉紅外線光譜圖分析(FT-IR) 91
4.8 邵氏硬度 93
第五章 結論 94
第六章 參考文獻 95
第七章 附件 98
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