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系統識別號 U0002-1708201613340200
DOI 10.6846/TKU.2016.00457
論文名稱(中文) 二苯亞甲基山梨醇添加於環氧樹脂中之結構與性質研究
論文名稱(英文) Studies on the structures and property of the dibenzylidene sorbitol and epoxy
第三語言論文名稱
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中文) 化學工程與材料工程學系碩士班
系所名稱(英文) Department of Chemical and Materials Engineering
外國學位學校名稱
外國學位學院名稱
外國學位研究所名稱
學年度 104
學期 2
出版年 105
研究生(中文) 夏瑞懿
研究生(英文) Ruey-Yi Hsia
學號 603400317
學位類別 碩士
語言別 繁體中文
第二語言別 英文
口試日期 2016-07-19
論文頁數 85頁
口試委員 指導教授 - 賴偉淇
委員 - 童世煌
委員 - 陳信龍
關鍵字(中) 二苯亞甲基山梨醇
環氧樹脂
有機膠
耐衝擊
韌性
關鍵字(英) DBS
DGEBA
organogel
impact resistance
toughness
第三語言關鍵字
學科別分類
中文摘要
環氧樹脂(epoxy resin)為應用非常廣泛的熱固性樹脂,但耐衝擊性能差,無法滿足工程上的要求,因此本研究利用 1,3∶2,4-二苯亞甲基山梨醇添加於環氧樹脂 (DBS/DGEBA)形成有機膠在加入硬化劑使其硬化,希望就是可以改善環氧樹脂的韌性,也藉由改變DBS 的含量討論其有機膠的結構型態、流變性質、熱性質與分子間作用力等.
在流變分析結果可知隨著DBS的增加,都顯示有機膠的彈性模數 G’ 可以有效的提升,從流變儀分析中發現隨著DBS的加入,硬化時間也更快, 並由 SEM 與 TEM 中觀察到 DBS 自組裝所形成網狀纖維之外即使硬化後也可看到纖維還是有存在裡面,幫助提升性質,經由機械性質可觀察到當DBS加到4wt%時會大幅的提升其韌性.
英文摘要
Epoxy resin (epoxy resin) is widely used as a thermosetting resin, but has bad impact esistance, unable to meet the requirements of the project, so we study the organogels(DBS/DGEBA),then add the curing agent,we hope that we can improve the toughness of epoxy resins, but also by changing the content of DBS discuss the structure of the organic gel, rheological properties, thermal properties and the molecular forces. 
By Rheological analysis results that with the increase of the DBS, have shown that elastic modulus G 'can effectively enhance , and add the curing agent also can show that increase of the DBS also can increase the curing time .TEM and SEM we can observed DBS self-assembly to formed the 3-D network of DBS even add curing agent also can seen the fibers is still exist inside , improve the properties ,and the mechanical properties can be observed significantly improved its toughness when DBS added to 4wt%
第三語言摘要
論文目次
目錄
中文摘要	I
英文摘要	II
目錄	III
圖目錄	…V
表目錄	VII
第一章 緒論	1
1-1 前言	1
1-2 研究目的	2
第二章 理論基礎	3
2-1  流變學概念	3
2-1-1 黏彈模型	5
2-1-2 剪切黏度	7
2-1-3 動態流變性質	8
2-2 有機膠	9
第三章 文獻回顧	11
3-1  小分子有機膠	11
3-1-1 成膠劑對掌性	14
3-2 DBS 膠化劑	16
3-2-1	DBS有機膠	19
3-3環氧樹脂	23
3-3-1環氧樹脂反應機制	25
3-3-2 環氧樹脂增韌改質劑	30
第四章 實驗	32
4-1  實驗藥品	32
4-2  實驗設備	33
4-3  實驗流程	36
4-3-1  配置不同含量DGEBA/DBS有機膠	36
4-4實驗流程圖	38
4-5有機膠樣品製備方式	39
4-5-1流變儀(Rheometer)	39
4-5-2 傅式紅外線光譜儀 FTIR	40
4-5-3掃描式電子顯微鏡 SEM	40
4-5-4 穿透式電子顯微鏡 TEM	40
4-6環氧樹脂(熱硬化後) 樣品製備	41
4-6-1 傅式紅外線光譜儀 FTIR	41
4-6-2掃描式電子顯微鏡 SEM	41
4-6-3 耐衝擊 Impact resistance	41
4-6-4 熱重損失測試(TGA)	41
第5章 結果與討論	42
5-1 有機膠分析	42
5-1-1 分子間氫鍵作用力	42
5-1-2不同含量DBS/DGEBA有機膠成膠時間的影響	45
5-1-3 不同含量DBS/DGEBA有機膠流變性質影響	48
5-1-3-1 振幅掃描(amplitude sweep)	48
5-1-3-2 頻率掃描(frequency sweep)	51
5-1-3-3剪切速率(shear rate)	53
5-1-3-4有機膠熔解溫度  Td(gel dissolution temperature)	55
5-1-4不同含量DBS/DGEBA 有機膠 TGA 熱重分析	57
5-1-5不同含量 DBS/DGEBA 有機膠的結構與型態學影響	59
5-2環氧樹脂(熱硬化後)反應分析	64
5-2-1 FTIR分析	64
5-2-2不同含量DBS/Epoxy/ 硬化劑硬化時間	67
5-2-3不同含量的DBS/Epoxy/ 硬化劑玻璃轉移溫度	71
5-2-4不同含量的DBS/Epoxy/硬化劑結構與型態分析	73
5-2-5不同含量  DBS/Epoxy/ 硬化劑耐衝擊	75
5-2-6不同含量的DBS/Epoxy/硬化劑裂解溫度	78
第六章 結論	79
第七章 參考文獻	80

圖目錄
圖 2-1 彈性模式  5 
圖 2-2 黏性模式  5 
圖 2-3 maxwell 模式  6 
圖 2-4 Voigt-Kelvin 模式  6 
圖 2-5 膠體樹狀分類圖  10 
圖 3-1(a)固態纖維 (b)流體纖維[13]  11 
圖 3-2(a) 純DBS 球晶[15] (b) 5%DBS-PEG 400 球晶[14]  12 
圖 3-3 (A) (B)雙螺旋纖維SEM 圖(C) (D) 雙螺旋纖維TEM 圖(E) 雙螺  14 
旋纖維示意圖[23]  14 
圖 3-4 DBS 結構式  16 
圖 3-5 DBS 碳位標示圖[26]  17 
圖 3-6 DBS 在不同末端基PEG 中成膠時間與溫度[13]  19 
圖 3-7 不同濃度2wt%(▲) ,3wt%(△),5wt%(○)DBS/PEG Td 流變圖[13]  20 
圖 3-8 相同濃度DBS 與不同末端基3%DBS/PEG (△),PEGme,(□) PEGdme(●)Td 流變圖[13]  21 
圖 3-9 純 DBS 場發掃描式電子顯微鏡圖[33]  21 
圖 3-10 DBS 與St、MMA有機膠TEM 圖  22 
圖 3-11 環氧樹脂應用圖  24 
圖 3-12 環氧基與胺基反應結構圖  25 
圖 3-13 胺類硬化劑使環氧樹脂硬化交聯反應結構圖  26 
圖 3-14 環氧基與酸酣反應結構圖  27 
圖 3-15 環氧基與酚基反應結構圖  28 
圖 3-16 咪唑類化合物使環氧樹脂硬化交聯反應結構圖  29 
圖 4-1 DBS/DGEBA 相圖  36 
圖 4-2 不同含量DBS/DGEBA 有機膠  37 
圖 4-3 配置不同含量的 DBS/DGEBA 有機膠實驗流程圖  38 
圖 5-1 純 DBS,純DGEBA,純硬化劑FT-IR 光譜  43 
圖 5-2 不同含量DBS/DGEBA 有機膠FT-IR 光譜圖  44 
(a)4000~400 cm-1 (b) 3700~3000cm-1  44 
圖 5-3 不同含量DBS/DGEBA 有機膠成膠時間(a) 0min (b) 30min (c) 60min (d) 389min  46 
圖 5-4 不同含量DBS/DGEBA 有機膠成膠時間  47 
圖 5-5 不同含量DBS/DGEBA 振幅掃描圖(a)1wt% (b)2wt% (c)3wt% (d)4wt%  49 
圖 5-6 不同含量DBS/DGEBA 有機膠(a) 儲存模數(b) 損失模數  49 
圖 5-7 不同含量DBS/DGEBA 有機膠trainsformation point 圖  50 
圖 5-8 不同含量DBS/DGEBA 振幅掃描圖(a)1wt% (b)2wt% (c)3wt% (d)4wt%  52 
圖 5-9 不同含量DBS/DGEBA 頻率掃描(a)儲存模數(b) 損失模數  52
圖5-10 不同含量DBS/DGEBA 剪切速率圖  54 
圖 5-11 不同含量DBS/DGEBA 溶解溫度  56 
圖 5-12 DBS 和DGEBA 熱裂解溫度  57 
圖 5-13 不同含量DBS/DGEBA 有機膠熱裂解溫度  58 
圖 5-14 DBS/DGEBA 有機膠SEM 圖(a) 1wt% (b) 2wt% (c) 3wt%2 (d) 4wt%  60 
圖 5-15 DBS/DGEBA 有機膠TEM 圖(a) 1wt% (b) 2wt% (c) 3wt% (d) 4wt%  62 
圖 5-16 不同含量DBS/Epoxy /硬化劑在70oC 反應過程FT-IR 光譜圖  65 
(a)4000~400 cm-1 (b) 3723~3122cm-1 65 
圖 5-17 不同含量DBS/DGEBA/硬化劑硬化時間  69 
圖 5-18 不同含量DBS/Epoxy/硬化劑玻璃轉移溫度  72 
圖 5-19 DBS/Epoxy/ 硬化劑SEM 圖(a) 1wt% (b) 2wt% (c) 3wt% (d) 4wt%  73 
圖 5-20 Charpy 和Izod 試驗用試片  76 
圖 5-21 不同DBS/Epoxy/硬化劑耐衝擊值  76 
圖 5-22 不同含量DBS/Epoxy /硬化劑熱裂解溫度  78

表目錄
表 4-1 DBS/DGEBA 有機膠樣品含量表  37 
表 5-1 不同含量DBS/DGEBA 有機膠成膠時間  47 
表 5-2 DBS/DGEBA 有機膠trainsformation point  50 
表 5-3 不同含量DBS/DGEBA 溶解溫度  56 
表 5-4 不同含量DBS/DGEBA 裂解溫度表  58 
表 5-5 SEM 不同含量 DBS/DGEBA 纖維直徑範圍與平均直徑表  61 
表 5-6 TEM 不同含量DBS/DGEBA 纖維直徑範圍與平均直徑表  63 
表 5-7 不同含量DBS/Epoxy /硬化劑轉化率  66 
表 5-8 不同含量DBS/Epoxy/ 硬化劑硬化時間  70 
表 5-9 不同含量DBS/Epoxy/ 硬化劑玻璃轉移溫度表  72 
表 5-10 不同含量DBS/Epoxy/硬化劑SEM 尺寸表  74 
表 5-11 DBS/Epoxy/硬化劑耐衝擊表  77 
表 5-12 不同含量DBS/Epoxy /硬化劑熱裂解溫度  78
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