臺灣博碩士論文加值系統

本論文旨在開發以聚亞醯胺為基材的薄型高分子熱敏電阻；此高分子熱敏電阻包含導電粒子和高分子基材兩部分，導電粒子選用二氧化矽微米粒子外層無電鍍鎳，以同時兼顧密度、耐熱性、導電性等要求，高分子基材選擇ODA/BTDA以及ODA/BTDA/siloxane 兩種熱膨脹行為不同的系統，在形成聚醯胺酸的過程中加入導電粒子，依適當的製程條件亞醯胺化，形成鍍鎳二氧化矽微米粒子/聚亞醯胺混成膜。
在熱性質方面，含矽氧烷的系統熱穩定度較差，熱膨脹係數較高，Tg點前後膨脹增加量很明顯；在導電性方面，兩系統在填充量超過臨界體積分率後都有低常溫電阻值；在正溫度係數行為上兩系統皆在遠低於Tg點的溫度就發生電阻快速上升的現象，含矽氧烷的系統其電阻-溫度曲線更會有兩階段上升的情況，推測此薄膜系統內部由導電粒子形成的導電通路，很容易受到高分子基材的物理變化所影響，因此在探討此薄型高分子熱敏電阻之熱行為和正溫度係數行為之間的關聯性時，不能忽略Tg點前材料內部熱性質的微小改變。而兩系統高分子熱敏電阻皆具有回復性，可重複使用。

第一章 緒論. …………………………………………………………..1
第二章 文獻回顧及理論……………………………………………....4
2-1 高分子導電複合材料. …………………………………………...4
2-1.1 導電填充物…………………………………………………..5
2-1.2 高分子基材…………………………………………………..6
2-1.3 導電機制. ……………………………………………………6
2-2 正溫度係數(PTC)高分子熱敏電阻材料. ……………………….8
2-3 電阻器原理及特性……………………………………………...10
2-4 無電電鍍鎳. …………………………………………………….11
2-5 聚亞醯胺………………………………………………………...13
第三章 實驗方法及步驟. ……………………………………………17
3-1 前言. …………………………………………………………….17
3-2 實驗藥品. ……………………………………………………….17
3-3 儀器與設備. …………………………………………………….21
3-4 實驗流程圖. …………………………………………………….22
3-4.1 無電電鍍流程圖. …………………………………………..22
3-4.2 聚亞醯胺合成圖…………………………………………....23
3-4.3 導電複合材料之製備及相關測試. ………………………..24
3-5 實驗步驟. …………………………………………..…………...25
3-5.1 無電電鍍鎳…………………………………………..……..25
3-5.2 藥品純化. …………………………………………..………26
3-5.3 聚亞醯胺之製備. …………………………………………..27
3-5.4 導電粒子/聚亞醯胺薄膜之製備…………………………...28
3-5.5 黏度測量…………………………………………..………..28
3-5.6 結構鑑定. …………………………………………..………29
3-5.7 熱性質測試. …………………………………………..……29
3-5.8 型態學觀察…………………………………………..……..29
3-5.9 薄膜電阻測試. …………………………………………..…29
3-5.10 薄膜試片之PTC行為測試. ……………………………...30
第四章 結果與討論. …………………………………..……………..31
4-1 導電粒子. …………………………………..…………………...31
4-2 聚亞醯胺基材…………………………………..……………….35
4-2.1 聚亞醯胺溶液之固有黏度. ………………………………..35
4-2.2 基材結構鑑定…………………………………..…………..36
4-2.3 基材的熱安定性. …………………………………..………39
4-2.4 基材的DSC及TMA分析. ……………………………….41
4-3 高分子熱敏電阻之性質. …………………………………..…...48
4-3.1 加工製程 vs 粒子分散性. ………………………………..48
4-3.2 回火程序的影響. …………………………………..………53
4-3.3 臨界體積分率. …………………………………..…………55
4-3.4 導電粒子添加量的效應…………………………………....58
4-4 高分子熱敏電阻之正溫度係數行為…………………………...61
4-4.1 回火程序的影響…………………………………..………..61
4-4.2 體積分率的影響…………………………………..………..64
4-4.3 熱反覆(thermal cycling)測試.…………………………..70
第五章 結論…………………………………..……………………....74
第六章 參考文獻. …………………………………..………………..75

1. G.Pearson,U.S.Patent No.2258958(issued 14 October 1941);
U.K.Patent Specification No.541222(issued 18 November 1941).
2. 劉淑芬,“埋入式被動元件材料技術之發展趨勢”,工業材料175期, p 150,民國90年7月.
3. 工研院化學工業研究所,“聚醯亞胺應用與技術發展趨勢專題調查”,民國88年6月.
4. 林伯在,“表面鍍鎳層環氧樹脂微米粒子之製備，及與環氧樹脂系摻混後之正溫度係數電阻行為”,國立清華大學碩士論文,民國90年6月.
5. Bolger,J.C.and S.L.Moraro,Adhesives Age,vol.27,No.7,p 17,1984.
6. Thearuth Ung,Michael Giersig,David Dunstan,Paul Mulvaney,
Langmuir,vol 13,p 1773,1997.
7. G.R.Ruschau and R.E.Newvham,J.Composite Mater.,vol.26,No.18, 1992.
8. David S.McLachlan,Michanel Blaszkiewicz,Robert E.Newnham, J.Am.Cerem.Soc,vol 73,p 2187,1990.
9. Jay Janzen,J.Appl.Phys.,vol.46,No.2,p 966,1975.
10. E.Frydman,U.K.Patent Specification No.604695(issued 8 July 1948).
11. S.Vernet and G.Asakawa,U.S.Patent No.3243753(issued 29 March 1966).
12. Elsbernd CS,Spinu M,Krukonis VJ,Gallagher PM,Mohanty D K, McGrath JE(1990)Synthesis and fractionation studies of functionalize organosiloxanes In : Ziegler JM,Gordon FW Fearon(eds)Silicon-based polymer science : a comprehensive resource.ACS Advanced in chemistry Series No.224,pp 145-164.
13. Speier JL,Roth CA,Ryan,RW(1971)J Org Chem 36 3120 ; Burns GT, Decker GT,Roy AK(1994)US Patent No.5290901 to Dow Corning.
14. Ralf Strumpler,J.Appl.Phys.,80(11),p 6091,1 December 1996.
15. S.Hirano and A.Kishimoto,Appl.Phys.Lett.,vol.73(25),p 3742, 21 December 1998.
16. Shijian Luo and C.P.Wong,IEEE Transaction on Components and Packing Technologies,vol.23,No.1.March 2000.
17. Raychem
18. Ralf Strumpler,J.Appl.Phys.,81(10),p 6786,15 May 1997.
19. 白蓉生,“內嵌式電阻器之發展”,電路板會刊第十三期,p 21.
20. 楊聰仁,“無電鍍鎳研究與應用現況”,工業材料106期,p 118,民國84年10月.
21. 陳復興,“非電解鎳電鍍工程(1)”,金屬表面技術雜誌89期,p55.
22. 楊聰仁,“無電鍍鎳技術與應用”,表面技術專刊第40卷第6期,1993.
23. O.H.Leblanc,U.S.Patene No.4780342.
24. 陳復興,“非電解鎳電鍍工程(2)”,金屬表面技術90期.
25. 鄭正雄,“無電解鍍鎳之探討”,金屬表面技術雜誌47期.
26. C.H.de Minjer,P.F.J.v.d.Boom,J.Electrochem.Soc.,vol.120(12),p 1644, December 1973.
27. J.W.Severin,R.Hokke,H.van der Wel,G.de With,J.Electrochem.Soc., vol.140(3),p 682,March 1993.
28. Yoshio Kobayashi,Chem.Mater.,13(5),p 1630,April 3 2001.
29. 陳慧璇,“硫-鈀系統直接電鍍機構之研究”,清華大學碩士論文,民國89年6月
30. T.M.Bogert,R.R.Renshaw,J.Am.Chem.Soc.,30,p 1140,1908.
31. 金進興,“聚亞醯胺與電子構裝”,工業材料107期,p 128,民國84年11月
32. Michel-Joachim Brekner,Claudius Feger,J.Polym.Sci.,vol.25,p 2479, 1987
33. M.I.Bessonov,M.M.Koton,V.V.Kudryavtsev,L.A.Laius,“Polyimides : thermally stabla polymers”,1987.
34. G.M.Bower,L.W.Frost,J.Polym.Sci..A-1,p 3135,1963
35. M.M.Koton,V.V.Kudryavtsev,V.P.Sklizkova,P.P.Nefedov, M.A.Lazareva,B.G.Belen′kii,I.A.Orlova,Z.G.Oprits, Vysokomol.Soedin.,B22,No.4,p273,1980
36. 王淑慧,“LiMn2O4/聚亞醯胺混成膜之製備及其特性研究”,國立交通大學碩士論文,民國90年6月
37. M.K.Ghosh,K.L.Mittal,“Polyimide : Fundamentals and Applications”, 1996
38. W.Volksen,Advances in Polymer Science,vol.117,p 112,1993
39. James E.McGrath,DebraL.Dunson,Sue J.Mecham,James L.Hedrick, “Synthesis and Characterization of Segmented Polyimide- Polyorganosiloxane Copolymer”,Advances in polymer science,1999.
40. M.E.Rogers,T.E.Glass,S.J.Mecham,D.Rodrigues,G.L.Wilkes, J.Polym.Sci.,p 2663,1994
41. Y.J.Kim,T.E.Glass,G.D.Lyle,J.E.McGrath,Macromolecules,vol.26(6), p 1344, 1993
42. H.Matsubara,T.Kondo,W.Kanno,K.Hodouchi,A.Yamada,
Analytica Chimica Acta 405,p 87,2000
43. ASTM E831
44. Kenichi Suzuki,Osamu Suzuki,Mitinori Komagata,IEEE
Transactions oncomponents.packaging.and manufacturing technology
,vol 21.No. 2,p 252,June 1998
45. 陳智民,“ 表面鍍鎳的微米粒徑高分子之製備及應用在環氧樹脂導電膠中均勻分散之探討”,國立清華大學碩士論文,民國89年6月
46. 陸集琪,“感光性聚亞醯胺矽氧烷之研究”, 國立清華大學碩士論文,民國77年6月
47. C.A.Arnold,J.D.Summers,polymer,Vol 30,p 986,June 1989
48. 蔣佩君,“含矽石聚亞醯胺的製備及其特性研究”,國立交通大學碩士論文,民國89年6月
49. 郭文章,“含口卡口坐發色團之非線性光學材料的合成及其光電特性研究”,國立清華大學博士論文,民國90年1月
50. 林震標,“熱履歷對聚亞醯胺薄膜機械性質與結構之影響”,國立清華大學碩士論文,民國84年6月
51.黃立民,“蒸鍍聚合法製備非線性光學聚亞醯胺薄膜之研究”,國立清華大學碩士論文,民國89年6月
52. Vernon L.Bell,Journal of polymer science,Vol.14,p 2275,1976
53. Robin E.Southward,David W.Thompson,K.St.Clair,Chem.Mater.
,9,p501,1997
54. Takashi Sawada,Shinji endo,Chem.Mater.,10,p 3368,1998
55. Hyun Hang Yong,Hyun Chae Park,Journal of membrane science,
188,p 151,2001
56. A.M.Lyons,polymer engineering and science,Vol 31,No.6,p 445.
March 1991
57. G.R.Ruschau and R.E.Newnham,Journa of composite materials,
Vol. 26,No. 18,1992
58. Akira Tokoh,“Polyimide Resin”,November 1996