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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:許永忠
研究生(外文):Syu, Yong-Jhong
論文名稱:高折射率材料之應用發展與技術分析
論文名稱(外文):Development and analysis of high refractive index materials
指導教授:楊博智楊博智引用關係
指導教授(外文):Yang, Po-Chih
口試委員:洪逸明楊大毅楊博智
口試委員(外文):HONG,YI-MINGYANG,DA-YIYang, Po-Chih
口試日期:2021-01-20
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:化學工程與材料科學學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:代替論文:技術報告(應用科技類)
論文出版年:2021
畢業學年度:109
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:高折射率苯環有機材料
外文關鍵詞:high refractive indexaromatic ringorganic materialfluorene
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摘要
在科技高度發展的時代,越來越多的產品標榜輕與薄的特性,以滿足目前市場需求。依現行材料中,材料開發公司為了滿足市場的需求,將具有無機高折射率配方,例如矽酸鈣玻璃和石英玻璃….等,轉向更輕便以及更容易製備的有機材料,追求提高有機材料的產品在耐候、耐熱與高折射率方面能有更傑出的表現,因此許多材料公司投入具有高折射率有機材料的開發與研究。
相對的,現行的高折射率有機材料技術中,有機材料並無法完全取代無機材料,是因為高溫或紫外光會讓有機材料發生黃變,而降低末端產品之壽命。為了克服此問題,許多技術上會在材料中進行有機-無機混成或添加抑制劑助劑等技術。因此,克服有機材料之缺點是目前很重要的課題。
本技術報告主要分析苯環有機物摻雜混合,以利用接枝或架橋的方式,提高有機材料的折射率,藉以提供產業界作為使用參考。本技術報告發現當高分子結構提高含硫單體濃度至22.53%時,高分子折射率由1.5466增加至1.6483;而提高芳香環含量從23.45%增加至43.63%,高分子折射率由1.5466增加至1.6164。研究發現甲基酸酐(NMA)立體環狀能提高材料整體的折射率,而導入較大原子量的原子可提高了環氧樹脂的折射率。添加bisphenol S及tetrabromo-bisphenol A有效可以提升折射率。折射率可以透過調整雙酚芴衍生物莫耳數比例增高折射率,在含芴樹脂合成上,運用多酚類、多環氧基、雙醇類、雙烯類含芴單體搭配多官能基單體,能夠提高樹脂交聯密度,交聯密度增高同時亦提升其折射率與耐熱性質。

Abstract
In the era of high technology development, more and more products are advertised as light and thin to meet the current market demand. According to the current materials, to meet the needs of the market, material development companies need have inorganic high refractive index formulas, such as calcium silicate glass and quartz glass, etc., to switch to organic materials that are lighter and easier to handle, in pursuit of improving organic materials Products have better performance in weather resistance, heat resistance and high refractive index, so many material companies have invested in the development and research of organic materials with high refractive index.
In contrast, the current high-refractive-index organic material technology cannot completely replace the inorganic material, because when the material is exposed to high temperature or ultraviolet light, the organic material will have light fastness, and the life of the end product will be reduced. To overcome this problem, many technologies include organic-inorganic blending or the addition of inhibitor additives in materials. Therefore, overcoming the shortcomings of organic materials is an important issue at present.
This technical report found that when the concentration of sulfur-containing monomers increase in polymer structure, the sulfur amount is increased from 0% to 22.53%, and the refractive index of polymers is increased from 1.5466 to 1.6483; when the aromatic rings amount is increased from 23.45% to 43.63%, and the refractive index of polymers increased from 1.5466 to 1.6164. NMA with three-dimensional ring can increase the refractive index of the whole material. The introduction of heavy atoms can increase the refractive index of the epoxy resin. Adding bisphenol S and tetrabromo-bisphenol A can effectively increase the refractive index. The refractive index can be increased by adjusting the molar ratio of the bisphenol-fluorene derivative. In the synthesis of fluorene-containing resins, polyphenols, polyepoxides, bisols, and diene fluorene-containing monomers are used in combination with those with multifunctional groups. It can increase the resin cross-linking density, and increase the cross-linking density while also improving its refractive index and heat resistance properties.

目錄
摘要……………………………………………………………………...I
Abstract………………………………………………………………...II
目錄…………………………………………………………………….IV
圖目錄…………………………………………………………………VII
表目錄…………………………………………………………………...X
第一章 緒論……………………………………………………………..1
1.1 前言……………………………….…………………………….1
1.2研究動機與目的………………………………………………..3
第二章 原理與文獻回顧………………………………………………..5
2.1折射原理介紹…………………………………………………..5
2.1.1光譜 …………………………………………………………..5
2.1.2光與顏色 6
2.1.3光與折射率 7
2.1.4一般物質折射率 9
2.1.5最常用於生活上的折射率檢測 10
2.2檢測儀器……………………………………………………….11
2.2.1傅利葉轉換紅外線光譜儀(Fourier transform tnfrared spectrometer; FTIR) 11
2.2.2核磁共振光譜儀(Nuclear magnetic resonance spectroscopy) …………………………………………………………..14
2.2.3紫外線可見光光譜儀(UV/Visible spectrophotometer) 16
2.2.4阿貝式折射儀 19
2.3低折射率……………………………………………………….21
2.3.1低折射率材料與應用 21
2.3.2超低折射率材料 28
2.4高折材料分類………………………………………………….29
2.4.1有機高分子系統 29
2.4.2無機系統 32
2.4.3有機無機混成系統 33
2.5光學材料之折射率…………………………………………….34
2.6光學材料之透光性.……………………………………………43
第三章 高折射率材料之探討變因…………………………………….46
3.1探討變因1–含硫與芳香環個數對折射率的影響 …………...47
3.2探討變因2–不同的環氧樹脂主架構對折射率的影響………51
3.2.1環氧樹脂光學性質結果 52
3.2.2環氧樹脂與酸酐固化 54
3.3探討變因3-不同的芴單體結構對折射率的影響 …………...56
3.3.1以含芴的壓克力官能基團為主架構 56
3.3.2 Acrylic單體與含芴OH基接枝的影響 59
3.3.3 檢測數據 61
3.4 探討變因4-含芴單體之合成與應用 …………………………62
3.4.1 芴和聚氨酯接枝 62
3.4.2以F9PEO為主架構 65
3.4.3檢測數據……………………………………………………..69
第四章 結果與討論…………………………………………………….70
4.1. 含硫與芳香環個數對折射率的影響 70
4.2 不同的環氧樹脂主架構對折射率的影響 70
4.3 不同的芴單體結構對折射率的影響 71
4.4 含芴單體之合成與應用 72
4.5含芴單體與其他功能型單體接枝 …………………………….73
4.6 影響材料的折射率 …………………………………………....74
第五章 結論 75
未來工作 77
參考文獻 78


參考文獻
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