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研究生:陳姿莉
研究生(外文):Chen, TZU-LI
論文名稱:PETG與TPU共混改質之性質分析與應用評估
論文名稱(外文):Preparation, characterization and application evaluation of blending thermoplastic TPU/PETG polymers
指導教授:陳文正陳文正引用關係
指導教授(外文):Chen, Wen-Cheng
口試委員:林殿傑黃恆立
口試委員(外文):Lin, Dan-JaeHuang, Heng-Li
口試日期:2019-07-15
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:智能製造與工程管理碩士在職學位學程
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:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:隱形矯正材料熱塑性聚酯熱塑性聚氨酯PETG共混
外文關鍵詞:Clear alignersInvisible OrthodonticsPolyethylene-co-cyclohexane 1,4-dimethanol terephthalate (Glycol modified)Thermoplastic PolyurethanesThermoplastic PolyesterPETG blending
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目  錄
第一章 緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究動機 6
1-3 研究目的 7
第二章 文獻探討 8
2-1 隱適美矯正器 8
2-1-1隱適美矯正器的發展歷史 8
2-1-2隱適美的整體架構 8
2-1-3隱形牙套材料的性能與特性 12
2-1-4 隱適美透明矯正器的機械性質 13
2-2 高分子材料 14
2-2-1 高分子介紹與分類 14
2-2-2 隱形矯正材料原材料簡介 14
2-2-3 聚對苯二甲酸乙二醇-1,4-環己烷二甲酸酯(Poly ethylene-co-cyclohexane 1,4-dimethanol terephthalate (Glycol modified),PETG) 16
2-2-3-1 PETG的簡介 16
2-2-3-2 PETG性能介紹 16
2-2-4 熱塑性聚氨酯彈性體 (Thermoplastic Polyurethanes ,TPU) 18
2-2-4-1 TPU的簡介 18
2-3 高分子材料的老化 20
2-4 PETG與其他高分子材料共混文獻回顧 21
2-4-1 PETG與TPU共混 21
2-4-2 PETG與PC2858共混 22
2-5 TPU與其他高分子材料共混文獻回顧 23
2-5-1 TPU與PBT共混 23
第三章 研究設計與實施 24
3-1 實驗材料 24
3-2 實驗儀器 25
3-3 實驗流程 26
3-4 實驗方法 27
3-4-1 PETG與TPU製備 27
3-4-2 實驗前處理 27
3-4-3 人工唾液配置 27
3-4-3 樣品代號 28
3-5 實驗分析 29
3-5-1 吸水率(Water Absorption) 29
3-5-2 傅立葉轉紅外光光譜儀(FTIR) 29
3-5-3 接觸角測試(Contact Angle Test) 30
3-5-4 拉伸測試(Tensile Strength) 30
3-5-4-1 拉伸試驗標準規範 30
3-5-4-2 彈性模數(Modulus of Elasticity) 31
3-5-4-3 彈性能模數(Modulus of Resilience) 32
3-5-4-4 降伏點(Yield Point) 33
3-5-4-5 抗拉強度(Tensile Strength) 34
3-5-4-6 破壞能 (Modulus of toughness) 35
3-5-4-7 斷裂伸長率 (Elongation at break) 35
3-5-5 示差掃描量熱儀(Differential scanning calorimetry, DSC) 35
3-5-6 掃描式電子顯微鏡(Scanning electron microscope, SEM) 36
3-5-7 X 光繞射儀(X-ray diffractometer, XRD) 36
3-5-8 統計學分析(Statistical analysis) 37
第四章 結果與討論 38
4-1吸水率 38
4-2 傅立葉轉紅外光光譜儀(FTIR) 39
4-3接觸角測試 41
4-4拉伸測試 43
4-4-1材料彈性模數(Modulus of Elasticity) 43
4-4-2 材料彈性能模數(Modulus of Resilience) 45
4-4-3 材料抗拉強度(Tensile Strength) 47
4-4-4 材料破壞能 (Modulus of toughness) 49
4-4-5 材料斷裂伸長率 (Elongation at break) 50
4-5 掃描式電子顯微鏡(SEM)測試 54
4-6 示差掃描量熱儀(DSC)測試 58
4-7 X 光繞射儀(XRD)測試 63
第五章 結論 64
第六章 參考文獻 65
附錄 71

圖目錄
圖1. 1 牙齒不正帶來的影響 1
圖1. 2 矯正差異(a)牙齒矯正前(b)牙齒矯正後 4
圖2. 1 隱形矯正器矯正流程圖 9
圖2. 2 隱適美外觀 10
圖2. 3 隱形牙套穿戴 10
圖2. 4 PETG分子結構式 16
圖2. 5 TPU分子結構式 18
圖3. 1 研究流程圖 26
圖3. 2 試片規格 31
圖3. 3彈性能模數 32
圖3. 4 工程應變曲線(a)具有明顯降伏強度,(b)不具明顯降伏強度 33
圖3. 5 至破裂點F的典型工程應力與應變行為 34
圖3. 6 韌性模數 35
圖3. 7 晶體繞射X光時,布拉格方程式之幾何關係 37
圖4. 1 各PT組別吸水率測試結果…………………………………….38
圖4. 2 各組別PETG/TPU共混改質的FTIR-ATR分析結果 40
圖4. 3 各組別PT共混物的親疏水性測試結果 42
圖4. 4 各PT組別接觸角測試結果 42
圖4. 5 各組別PT共混材料的拉伸測試之彈性模數 44
圖4. 6 各組別PT共混材料的應力-應變曲線圖 46
圖4. 7 各組別PT共混材料的拉伸測試之彈性能模數 46
圖4.8 各組別PT共混材料的抗拉強度 48
圖4. 9 各組別PT共混材料的破壞能 49
圖4. 10 各組別PT共混材料的斷裂伸長率 51
圖4. 11 各PT材料拉伸過後圖 51
圖4. 12 各組別PT共混材料浸泡人工唾液後拉伸斷面之SEM分析 55
圖4. 13 各組別PT共混材料拉伸斷面之SEM分析(500X) 56
圖4. 14 各組別PT共混材料之表面SEM分析(1000 x) 57
圖4. 15 高分子PETG、TPU的DSC測試結果 59
圖4. 16 各組別PT共混材料之浸泡人工唾液的DSC測試結果 60
圖4. 17 各組別PT共混材料之Tg點(溫度70~90℃)局部DSC疊圖 61
圖4. 18 TPU添加多寡之Tg變化的DSC曲線 61
圖4. 19 各組別PT共混材料之DSC測試圖 62
圖4. 20 各組別PT共混材料之XRD圖 63

表目錄
表1. 1 矯正器種類分析 2
表2. 1 隱適美的機械性質表 13
表3. 1 實驗材料 24
表3. 2 實驗儀器 25
表3. 3 實驗材料代號 28
表4. 1 各PT組別混煉材料之彈性模數統計表 44
表4. 2 各PT組別混煉材料之彈性能模數統計表 46
表4. 3 各PT組別混煉材料之抗拉強度統計表 48
表4. 4 各PT組別混煉材料之破壞能統計表 50
表4. 5 各PT組別混煉材料之斷裂伸長率統計表 51
表4. 6 拉伸測試結果總表 53
表4. 7 各PT混和材料之XRD分析數據 63






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