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研究生:牟志元
研究生(外文):Mou, Chih-Yuan
論文名稱:以刮刀及狹縫塗佈製程製備聚醯亞胺膜
論文名稱(外文):Preparation of Polyimide Films by Blade Coating and Slot Die Coating Processes
指導教授:陳俊太
指導教授(外文):Chen, Jiun-Tai
口試委員:許千樹陳俊太張佳智
口試委員(外文):Hsu, Chain-ShuChen, Jiun-TaiChang, Chia-Chih
口試日期:2022-08-18
學位類別:碩士
校院名稱:國立陽明交通大學
系所名稱:理學院應用科技學程
學門:自然科學學門
學類:其他自然科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2022
畢業學年度:111
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:聚醯亞胺刮刀塗佈捲對捲塗佈製程
外文關鍵詞:polyimideblade coatingroll to rollcoating process
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聚醯亞胺(PI)是一種具有優異性能的高分子材料,其溫度穩定性佳、耐溶劑性且擁有高機械強度。因此聚醯亞胺在航太工業及醫療、電子設備等領域應用廣泛。其中具有高透明性的透明聚醯亞胺膜在光學及軟性電子產品應用上亦具有優勢。本論文主要以刮刀塗佈製程技術製備聚醯亞胺薄膜,主要以製程的角度來探討製程參數對薄膜特性及外觀所造成之影響。
本論文的工作可以分成兩部分。在第一部分中,使用了聚醯胺酸的塗料,以可調間隙之手持刮刀機進行塗佈,並利用不同的製程參數分別製備出不同的聚醯胺酸薄膜,之後再高溫烘烤脫水環化為聚醯亞胺膜,並對其進行一系列光學特性、機械特性、熱特性及外觀之分析與比較。
第二部分為使用塗佈均勻性較佳之狹縫式塗佈法進行連續性的捲對捲(R2R)塗佈製程,以不同的製程參數製備出不同的薄膜,並對於塗膜外觀之影響進行探討。此研究工作對於聚醯亞胺量產及薄膜商品化亦有很大的助益。
Polyimide (PI) is a kind of polymer material with excellent properties, such as temperature stability, solvent resistance, and high mechanical strength. PI is widely used in aerospace industry, medical industry, and electronic equipment. Among them, transparent PI films with high transparency also have advantages in the application of optical and soft electronic products. This thesis mainly uses the blade coating process technology to prepare PI films, in which the influence of the processing parameters on the characteristics and appearance of the films are discussed from the point of view of processing.
The work of this thesis can be divided into two parts. In the first part, polyamic acid precursors are used to coat with a hand-held doctor blade machine with adjustable gaps. Different polyamic acid films are prepared by changing the processing parameters. Then, PI films are formed after high temperature baking dehydration cyclization. A series of optical properties, mechanical properties, thermal properties, and appearance are analyzed and compared.
The second part is the continuous roll-to-roll coating process using the slot coating method with better coating uniformity. Different processing parameters are used to prepare different films, and the influence on the appearance of the coating films is discussed. This research work is helpful for mass production and commercialization of PI films.
摘要 i
ABSTRACT ii
謝誌 iii
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 論文概要 2
1.3聚醯亞胺簡介 2
1.3.1聚醯亞胺的合成 3
1.3.2透明的聚醯亞胺 3
1.4 刮刀式塗佈法 4
1.5 捲對捲狹縫式塗佈技術 5
1.5.1 狹縫式塗佈法 5
1.5.2 界面行為的研究 6
1.5.3 塗層乾燥技術 7
1.5.4 塗佈缺陷 9
1.6 研究動機 12
第二章 實驗藥品、器材與儀器原理 13
2.1 實驗藥品、器材與儀器 13
2.2 實驗儀器原理介紹 15
2.2.1 螺旋測微器(Micrometer) 16
2.2.2 線上光學膜厚檢測儀 (Line Scan Thickness Monitor) 16
2.2.3 傅立葉轉換紅外線光譜儀 (FT-IR) 16
2.2.4 光學顯微鏡 (Optical Microscopy) 17
2.2.5 桌上型拉力試驗機 (Table-Top Universal Tester) 17
2.2.6 霧度計(Haze meter) 17
2.2.7 熱線風速計(Hot wire anemometer) 18
2.2.8 熱重量分析儀(TGA) 18
第三章 聚醯亞胺高分子膜製備與性質探討 19
3.1 研究概述 19
3.2 實驗流程 19
3.2.1 以刮刀式塗佈法製備聚醯亞胺薄膜 20
3.2.1.1 聚醯胺酸高分子溶液除泡作業 20
3.2.1.2 基材與塗佈 21
3.2.1.3 烘烤及環化 22
3.2.2 以捲對捲狹縫式塗佈法製備聚醯亞胺膜 23
3.3 實驗結果與討論 24
3.3.1 聚醯亞胺高分子膜光學特性鑑定分析 24
3.3.1.1 霧度計量測光學穿透度及霧度分析 24
3.3.1.2 傅立葉轉換紅外線光譜儀(FT-IR)分析 29
3.3.2 聚醯亞胺高分子膜之熱性質分析 30
3.3.2.1 熱重量分析儀(TGA)分析 30
3.3.3 聚醯亞胺高分子膜機械性質分析 35
3.3.3.1 拉力機分析 35
3.3.4 透明聚醯胺酸高分子吸濕分析 40
3.3.4.1 實驗流程 40
3.3.4.2 實驗結果 41
3.3.5透明聚醯亞胺高分子膜外觀改善與製程最佳化 43
3.3.5.1 膜面外觀等級分類 44
3.3.5.2 實驗製程參數設定 45
3.3.5.3 實驗結果 49
3.4 結論 52
第四章 總結及未來方向 54
4.1 總結 54
4.2 未來研究方向 54
第五章 參考文獻 56
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