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研究生:王秉豪
研究生(外文):WANG,BING-HAO
論文名稱:聚苯乙烯/硫酸鋇/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物混摻物機械性質之研究
論文名稱(外文):Study of the Mechanical Properties of Polystyrene/Barium sulfate/Styrene-butadiene-styrene Copolymer Blends
指導教授:蔡元謙
指導教授(外文):TSAI,YUAN-CHIEN
口試委員:蔡元謙楊勝俊楊光絢
口試委員(外文):TSAI,YUAN-CHIENYANG,SHENG-JUN ZUNYANG,GUANG-XUAN
口試日期:2016-07-14
學位類別:碩士
校院名稱:萬能科技大學
系所名稱:材料科學與工程研究所在職專班
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:49
中文關鍵詞:聚苯乙烯硫酸鋇SBS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)機械性質
外文關鍵詞:PolystyreneBarium sulfateStyrene-Butadiene-StyreneMechanical properties
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本研究利用混煉法製備聚苯乙烯(PS)/硫酸鋇(BaSO4)/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)複合材料,並添加不同含量的硫酸鋇進行混煉,並探討添加不同百分比硫酸鋇與SBS的機械性質與物理性質。本研究經由調配好的配比經由雙螺桿在溫度180~260 ℃下進行混煉,之後採用射出成型方式製作成試片,根據ASTM標準來測試,測試其物理機械性質。本研究測試分為熔融指數分析、拉伸性質測試、彎曲強度測試、衝擊強度,測得結果可得知,利用硫酸鋇(BaSO4)可以調整加工時所需要的流動指數,可經由配比的調整,因應不同的需求,如拉伸性質佳的情況下可選用PS/SBS 5%其BaSO4添加量為10-20%,彎曲強度佳的情況下可選用PS/BaSO4/SBS配比為45/50/5,抗衝擊強度佳的情況下可選用PS/SBS 10%其BaSO4添加量可選用10-30%,因此本研究可經由不同需求來調整比例,來因應各種環境下所需要使用的材料。

In this study, Polystyrene (PS) / barium sulfate (BaSO4) / styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS) composites were prepared by melt compounding and mixed with barium sulphate in different content.The mixture was kneaded at a temperature of 180-260 ℃ through a twin-screw extruder. The samples were prepared by injection molding and tested according to ASTM standards. We examined mechanical and physical properties of different compounding. We discussed melt index analysis, tensile property test, flexural strength test, impact strength, the results revealed the use of barium sulfate (BaSO4) can the processing required flow index can be adjusted by the ratio. Adjustment of BaSO4 / SBS proportions can obtain different mechanical properties of the materials. In accordance with different needs, such as the tensile properties of good circumstances can choose PS / SBS 5% of its BaSO4 addition of 10-20%, bending strength of good circumstances can choose PS / BaSO4 / SBS ratio of 45/50 / 5, good impact strength can be used in the case of PS / SBS 10% of its BaSO4 can choose to add 10-30%, so the compounding can be adjusted according to different requirements in response to the need of material industry.

摘 要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目 錄 IV
表目錄 VI
一、前言 1
1.1 研究背景 1
1.2研究動機與目的 2
1.3文獻回顧 2
1.3.1聚苯乙烯 2
1.3.2硫酸鋇簡介 3
1.3.3鋇化物的分類 4
1.3.4 SBS簡介 5
1.3.5 SBS的性質 6
二、原理 8
2.1高分子摻混原理 8
2.2 高分子共混物形態與結構 10
2.2.1高分子摻合體形態與結構的基本類型 10
2.2.2容性對形態結構的影響 11
2.3高分子機械性質 14
2.4同向雙螺桿押出機原理與製程 18
2.4.1雙螺桿押出機設備原理 18
2.4.2雙螺桿押出機製程設定 19
三、研究方法 22
3.1實驗流程 22
3.2實驗材料 23
3.2.1 聚苯乙烯 (Polystyrene, PS) 23
3.2.2 硫酸鋇 (Barium sulfate) 24
3.2.3苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS) 25
3.3實驗設備與儀器 26
3.3.1實驗設備 26
3.4實驗儀器 29
3.5實驗方法製備 30
3.6實驗製備流程 30
3.7實驗測試 34
四、結果與討論 36
4.1熔融指數(MI)分析 36
4.2 機械性質分析 38
4.2.1抗拉強度與伸長率 38
4.2.2彎曲強度與彎曲模數 41
4.2.3衝擊試驗機(IZOD) 44
五、結論 47
六、參考文獻 48


表目錄
表 1 配方表(PS/BaSO4/SBS)聚摻合體製備 31
表 2 押出機加工條件記錄表 32
表 3 射出機射出成型記錄表 33
表 4 機械性質總表 46

圖目錄
圖 1 SBS與加硫橡膠(NR、SBR)之抗拉強度的比較 6
圖 2 混合過程中分佈作用示意圖 9
圖 3 分散作用示意圖 9
圖 4 高分子的共混過程示意圖 9
圖 5 典型二成份高分子摻合體ΔGmix對組成比例關係圖 12
圖 6 應力-應變曲線示意圖 15
圖 7 平緩降伏型式之應力-應變曲線示意圖 15
圖 8 高分子不同應力-應變曲線類型 16
圖 9 同向雙螺桿押出機 21
圖 10 PS/BaSO4/SBS聚摻合體製備 22
圖 11 PS/BaSO4/SBS不同比例之熔融流動指數圖 37
圖 12 PS/BaSO4/SBS不同混摻比例之拉伸應力曲線圖 40
圖 13 PS/BaSO4/SBS不同混摻比例之拉伸延伸曲線圖 40
圖 14 PS/BaSO4/SBS不同混摻比例之彎曲模數曲線圖 43
圖 15 PS/BaSO4/SBS不同混摻比例之彎曲強度曲線圖 43
圖 16 PS/BaSO4/SBS耐衝擊強度曲線分析圖 45


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