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系統識別號 U0026-0812200913392507
論文名稱(中文) 奈米黏土對含硼酚醛樹脂複合材料熱性質之改進
論文名稱(英文) Improved Thermal Properties in Nanocomposites Combining Boron and Montmorillonite with Phenolic Resins
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 化學工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Chemical Engineering
學年度 95
學期 2
出版年 96
研究生(中文) 王端志
研究生(英文) Duan-chih Wang
電子信箱 u900604@alumni.nthu.edu.tw
學號 n3694126
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 102頁
口試委員 口試委員-吳逸謨
指導教授-陳雲
口試委員-侯聖澍
中文關鍵字 奈米複合材料  酚醛樹脂   
英文關鍵字 nanocomposites  phenolic resins  boron-modified 
學科別分類
中文摘要 為了進ㄧ步提升酚醛樹脂的熱性質,本研究同時將奈米黏土蒙脫土(Montmorillonite)與硼導入酚醛樹脂中,以in-situ聚合法來製備蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米復合材料,期望可以達到現今耐燒蝕高功能性酚醛樹脂的需求。實驗室之前研究發現[1],含有苯環的改質劑,因與酚醛樹脂有相似結構,可以提高酚醛樹脂與奈米黏土間的相容性,進而提高材料的熱性質。本研究選用三種含有Benzyl-的改質劑,分別為Benzyldimethylhezadecylammonium chloride (MH)、Benzyldimethylphenylammonium chloride (MP),以及Benzyltriethylammonium chloride (BE)。複合材料命名方式以改質劑名稱-蒙脫土含量來表示,舉例來說,MH-10%是用MH改質蒙脫土來製備的酚醛樹脂複合材料,百分比是指改質蒙脫土含量是酚重量百分比的10 %;MH-B10%則是MH系列含硼的複合材料,改質蒙脫土含量是酚重量百分比的10 %,B是取硼(Boron)的意思。經由XRD的分析與TEM的觀察,含硼的複合材料MH-B10%、MP-B10%和BE-B10%,蒙脫土的矽酸鹽層均可以達到一定的分散,均勻分散在複合材料裡面。以TGA測量在氮氣下10 %熱裂解溫度(Decomposition temperature, Td)都在520 oC以上。其中最好的是MP系列,Td都在560 oC左右,Residual weight也都在70 %以上。
英文摘要 In order to further upgrade thermal stability of the phenolic resins, we combine boron and clay with phenolic resins to prepare nanocomposites. Clay (Montmorillonite)/boron-containing phenolic resin nanocomposites have been successfully prepared using in-situ polymerization of resol-type phenolic resins. Clay such as montmorillonite was modified by benzyldimethylhexadecylammonium chloride (MH), benzyldimethyphenylammonium chloride (MP), and benzyltriethylammonium chloride (BE). X-ray diffraction measurements and transmission electron microscope (TEM) observations showed that clay platelets were partially exfoliated after complete curing of phenolic resins. The cured nanocomposites were named as modifier-MMT contents and boron-containing nanocomposites named as modifier-B-MMT contents (B means boron), for example, MH-10% or MH-B10%. Thermogravimetric analysis showed that thermal decomposition temperature (Td) of cured boron-containing nanocomposites are more than non-boron ones. For example, the raise in decomposition temperature of MP-B10% (from 523 to 568 oC) is about 45 oC, respectively, whereas the enhancement in char yields is 9.6% (from 63.4% to 73.0%).
論文目次 中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 V
表目錄 VIII
圖目錄 IX

第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 奈米黏土介紹 1
1-2-1 奈米黏土的結構與種類 1
1-2-2 改質劑的種類 4
1-3 酚醛樹脂的發展 6
1-3-1 簡史 6
1-3-2 酚醛樹脂的種類 6
1-3-3 酚醛樹脂改性研究 10
1-4 有機/無機混成材料之製程 12
1-5 黏土/高分子奈米複合材料之型態 14
第二章 文獻回顧 17
2-1 酚醛樹脂奈米複合材料之相關文獻 17
2-1-1 酚醛樹脂/蒙脫土奈米複合材料 17
2-1-2 硼酚醛樹脂相關文獻 26
2-2 研究動機 30
第三章 實驗內容 32
3-1酚醛樹脂/蒙脫土奈米複合材料的製備 32
3-1-1 實驗裝置與設備 32
3-1-2 操作及鑑定測量儀器 33
3-1-3 藥品 35
3-1-4 改質蒙脫土的製備 37
3-1-5 改質蒙脫土/酚醛樹脂奈米複合材料的製備 39
3-1-6 改質蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米複合材料的製備 40
3-2 硼酚醛樹脂部分 42
3-2-1 硼酚醛樹酯的製備 42
第四章 結果與討論 44
4-1 MH蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米複合材料 44
4-1-1 MH改質蒙脫土之XRD測定 44
4-1-2 MH酚醛樹脂/蒙脫土奈米複合材料Curing後TEM觀察 48
4-1-3 MH酚醛樹脂/蒙脫土奈米複合材料Curing後TGA分析 51
4-1-4 MH蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米複合材料XRD、TEM分析 54
4-1-5 MH蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米複合材料Curing後TGA分析 56
4-2 MP蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米複合材料 58
4-2-1 MP改質蒙脫土之XRD測定 58
4-2-2 MP蒙脫土/酚醛樹脂奈米複合材料Curing後TEM分析 61
4-2-3 MP蒙脫土/酚醛樹脂奈米複合材料Curing後TGA分析 63
4-2-4 MP蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米複合材料XRD、TEM分析 65
4-2-5 MP蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米複合材料Curing後TGA分析 68
4-3 BE蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米複合材料 70
4-3-1 BE改質蒙脫土之XRD測定 70
4-3-2 BE蒙脫土/酚醛樹脂奈米複合材料Curing後TEM分析 73
4-3-3 BE蒙脫土/酚醛樹脂奈米複合材料Curing後TGA分析 75
4-3-4 BE蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米複合材料Curing後TGA分析 77
4-3-5 BE蒙脫土/硼酚醛樹脂奈米複合材料Curing後TGA分析 79
4-4 奈米複合材料吸水性測試 81
4-5硼酚醛樹脂 86
4-5-1 硼酚醛樹脂Curing後TGA分析 86
4-5-2 硼酚醛樹脂吸水性探討 90
4-6溶解性測試 93
第五章 結論 96
參考文獻 98
自述 102
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論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2008-06-28起公開。
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