玻璃纖維強化乙烯酯拉擠成型奈米複合材料之研究

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Title:	玻璃纖維強化乙烯酯拉擠成型奈米複合材料之研究
Authors:	莊佾宸
Keywords:	拉擠成型玻璃纖維奈米複合材料乙烯酯
Date:	2007
Issue Date:	2009-08-24 11:40:03 (UTC+8)
Abstract:	本研究旨在探討玻璃纖維強化乙烯酯拉擠成型奈米複合材料之製備。首先探討乙烯酯添加奈米無機填充材之合成性質及加工可行性，其次探討其動力學反應並搭配理論之推導。最後探討奈米複合材料之微結構、機械、物理、熱及電氣性質。由本實驗結果顯示，適合拉擠成型加工之奈米無機填充材添加含量為1~3 phr。樹脂含浸槽溫度以室溫25℃具最穩定之黏度。從膠化時間測試、FTIR分析得知乙烯酯之反應性佳。利用DSC分析得知乙烯酯之硬化溫度為140℃，並套用Matlab 7.0.1程式之多元迴歸分析（multiple）運算求得反應活化能Ea約為69 kJ/mol、自催化參數m＝0.645和反應級數n＝1.477。在拉擠成型奈米複合材料之微結構分析方面，由XRD分析得知複合材料含奈米無機填充材成份。從SEM觀察出纖維與樹脂和奈米無機填充材三者之含浸、結合性大致為佳。由AFM觀察出添加奈米無機填充材之複合材料具有較低之表面粗糙度。最後再經Raman鑑定得知奈米無機填充材對於乙烯酯反應之C＝C官能基無明顯之影響，且分布於纖維與樹脂中。在機械性質方面，以玻璃纖維體積含量75.568vol%、拉擠速度40cm/min作為加工參數可得最佳之抗折強度、耐衝擊強度和硬度。而奈米無機填充材含量以添加2 phr奈米氧化鋁和1phr奈米雲母為最佳；後硬化處理則以溫度110℃和時間3小時為最佳。在物理性質方面，拉擠成型奈米複合材料之密度隨著奈米無機填充材含量之增加而增加；空孔率隨著奈米無機填充材含量之增加而減少。在熱性質方面，拉擠成型奈米複合材料之熱裂解溫度和熱穩定性皆隨著填充材含量之增加而提升，其中以添加3 phr之奈米氧化鋁為最佳。其熱裂解溫度為460.3℃，提升了11.5%。而儲存模數E’和阻尼相tan δ之Tg點則以添加2 phr之奈米氧化鋁為最佳，在後硬化方面亦以溫度110℃、時間3小時為最佳。最後，在電氣性質方面由電磁波之吸收和屏蔽測試結果顯示，以添加3 phr之奈米氧化鋁具有最佳吸收和屏蔽效果。
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