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研究生： 賴平昇
Ping-Sheng Lai
論文名稱： PET/奈米無機氧化物之混成研究
Study on PET/ oxide nanocomposites
指導教授： 蔣孝澈
A.S.T Chiang
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 化學工程與材料工程學系
Department of Chemical & Materials Engineering
畢業學年度： 91
語文別： 中文
論文頁數： 74
中文關鍵詞： PET/無機混成材料 、氧化物表面改質
外文關鍵詞： modifaction nano oxides, PET/ oxide nanocomposites
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    • 本研究之目的是在PET 裡添加水鋁石、氧化鈦以及黏土等不同
    的奈米氧化物，並探討添加此類氧化物對PET 性質之影響。我們先
    將這些奈米氧化物以矽烷做表面改質，使得以分散到乙二醇中形成良
    好之分散液。然後藉由直接合成法將上述氧化物與BHET 聚合成為
    包覆有寡聚物之高固含量色母。最後再將此色母與純的高聚合度PET
    進行物理混煉。經過這樣程序，可以獲得含有~5wt%水鋁石或~3wt%
    黏土之透明的酯粒。至於含有氧化鈦之產物，因為所使用之氧化鈦原
    料是約100nm 之聚集體，即使完全分散也無法得到透明酯粒。
    雖然酯粒本身是透明的，還需要適當的加工程序才可以獲得透明
    產物。添加有奈米粒子之PET 對加工條件之要求比純PET 嚴格。射
    出成形時若模溫冷卻不夠快速就會引發結晶而失去透明性。另外，即
    使加工的條件可以保有透明度，仍有可能失去其延展性。只有在很適
    當之加工條件下才能使添加有奈米氧化物之PET 混成物同時保有透
    明性及延展性。
    當我們在適當的條件下將含有~1wt%黏土之原料射出成3mm 厚
    之試片時，可以獲得比純PET 高3%延伸率、6%拉伸強度及6%抗彎
    曲強度，對於衝擊強度可增加11 倍。

    第一章：緒論……………………………………………………...…….1 第一節：奈米氧化物的特性……………….…..………………….…2 1-1-1：何謂「奈米」……..……..……………..….……...……….3 1-1-2：有機/奈米無機混成材料之合成……………..……………4 1-1-3：有機/奈米無機混成材料之運用……………….…………..6 第二節：聚對苯二甲酸乙二酯（PET）的簡介…………………….….8 1-2-1：PET瓶用發展………………………………….……………9 1-2-2：PET合成方法………………………………….………….11 1-2-3：PET/無機奈米氧化物混成的可能改進方向…….………..12 第二章：文獻回顧…………………………………………..…………..13 第一節：PET與無機奈米子之混成…………………………………16 第二節：PET與層狀黏土之混成………………………..………….18 第三節：氧化物改質原理…………………………………………..21 2-3-1：靜電斥力…………………………………………...…..…..23 2-3-2：DLOV理論…………………………….…………………..23 2-3-3：表面立體障礙之構築改質之方法……………………..….26 第四節：矽烷的反應機構…………………………………………...28 2-4-1矽烷先部份水解…………………………………………....29 2-4-2將部份水解的矽烷加入其他無機金屬(X)的氧化物……...30 第三章：無機奈米氧化物之表面改質與分散………………………...32 第一節：本研究所使用之奈米氧化物……………………………...32 3-1-1：奈米水鋁石………………………………………………..32 3-1-2：奈米氧化鈦………………………………………………..33 3-1-3：奈米黏土…………………………………………………..34 第二節：利用矽烷改質奈米氧化物………………………………...35 第四章：化學合成製備奈米PET混成材料…………………………..39 第一節：化學合成法…………………………………………………39 第二節：化學合成法之困難及因應……………………………..….41 第五章：氧化物以寡聚物包覆後再與純PET混煉…………………...43 第一節：寡聚物之包覆……………………………………………..43 第二節：寡聚物包覆後與PET混煉結果…………………………..44 5-2-1：PET/水鋁石………………………………………………...44 5-2-2：PET/氧化鈦…………………………………………….…..45 5-2-3：PET/黏土……………………………………………….…..45 第三節：混煉法產物性質與討論……………………………..…….45 5-3-1：混煉產物之基本性質………………………………..…….46 5-3-2：紅外線光吸收光譜（FTIR）……………………………….46 5-3-3 ：UV/Vis光譜儀………………………………………..….47 5-3-4：微差掃瞄熱卡計（DSC）……………………………….…48 5-3-5：混成物中黏土結構之分析……………………..………….49 5-3-6：混成物中水鋁石之結構分析………………………….….50 第六章：混煉產物射出成形之機械性質……………………………...52 第一節：模溫70℃下射出之試片性質…………………………..…52 第二節：模溫在15℃~20℃下射出之試片性質…………………….55 第七章：結論與建議………………………………………………..….58 附錄一：參考文獻……………………………………………………...61 附錄二：實驗所使用儀器以及之試片置備方法………………………63 圖目 圖3-2-2.1：不帶電粒子其作用力與距離關係………………………...25 圖3-2-2.2：DLOV理論之位能模式…………………………………...26 圖3-1-1a：奈米水鋁石之XRD…………………………………………33 圖3-1-1b：金紅石之XRD……………………………………………...34 圖3-1-1c：鈦銳礦之XRD…..………………………………………….34 圖3-1-3a：黏土之小角度繞射分析…………………………………….35 圖3-2a：經矽烷改質之氧化鈦（TEM）…………………………………38 圖3-2b：經矽烷改質之黏土（TEM）………………………………….38 圖3-3c：經矽烷改質之水鋁石（TEM）………………………………38 圖5-3-2：各種奈米氧化物含量之混煉產物UV/Vis分析……………47 圖5-3-5a：經由混煉後產物之小角度繞射圖…………………………50 圖5-3-5b：PET/黏土（C3,TEM）……………………………………50 圖5-3-6：PET/水鋁石（B5,TEM）…………………………………..50 圖6-1a：PET之斷面（SEM）………………………………………..54 圖6-1b：PET/水鋁石之斷面（SEM）………………………………..54 圖6-1c：PET/黏土斷面（SEM）………………………………………..55 圖6-1d：PET/TiO2之斷面（SEM）……………………………………..55 表目 表4-2：不同氧化物添加量的PET混成材料DSC數據……………..42 表5-3-1：各種濃度之奈米PET混成材料之基本性質………………48 表5-3-3：混煉後之奈米PET混成材料之DSC數據………………..47 表6-1：不同的奈米PET混成材料在模溫70℃時之機械性質………54 表6-2：不同的奈米PET混成材料在模溫15℃時之機械性質……..57

    Y. Pang,M. Samoc and P. N. Prasad, J.Chem. Phys., 94,5282(1991).
    2. D. Levy and D. Avnir, J. Phys. Chem., 92,4734(1988).
    3. Aoyama, Masatoshi, Kojima, Hiroji, Suzuki, Masaru, US patent
    6,083,617,2001.
    4. Yoshida, Minoru, Sasaki, Toshihiro, Ueda, Toshiaki, Aoyame,
    Masatoshi, Suzuki, Masaru, US patent 6,124,031,2001.
    5. Yoneda, Tadahiro, Makahara, Saburo, Takeda, Mitsuo, Kamo,
    Midori, US patent 5,863,647,2001.
    6. Di Lorenzo, M. L., Errico, M. E., and Avella, M., J. Mat. Sci.,
    37,2351,(2002).
    7. Kinkel, Joachim, Marquard, Kurt, Pohl, Ludwing, US patent
    5,494,949,2001.
    8. Dallmann, Hermann, Kinkel, Joachim, Marquard, Kurt, Pohl,
    Ludwig, US patent 5,698,309,2001.
    9. Suh, D. J., Park, O. O., J. Applied Polymer Sci., 83,2143,2002.
    10. Chang, J.H.,Park, D.K., J. Applied Polymer Sci. Part B: Polymer
    Physics, 39,2581,2001.
    11. Matayabas, J. C., Turner, S. R., Sublett, B. J., Connell, G. W.,
    Barbee, R. B. WO patent 98/29499,1998.
    12. Davis, C. H., Mathias, L. J., Gilman, J. W., Schiraldi, D. A., Shields,
    J. R., Trulove, P., Sutto, T. E., Delong, H. C., J. Polymer Sci. Part B:
    Polymer Physics, 40,2661,2002.
    Ke, Y. C., Yang, Z. B., Zhu, C. F. J. Applied Polymer Sci.,
    85,2677,2002.
    14. Barbee, Robert Boyd, Matayabas, Jr., James Christopher, Gilmer,
    John Walker, US patent 6,071,988,2001.
    15. Zhang, G. Z., Tetsuya, S., Tong, Z. W., and Katsuhiko, T., Chem.
    Letter, 31,410,2002.
    16. Tang F. Q., Huang X. X., Zhang Y. F., Guo J. K., Cream. Int.,
    26,93,2000.
    17. C. J. Brinker, G. W. Scherer, Sol-Gel Science,1992.
    18. J. Sefcik, A.V . McVormick, Kinetic and Thermodynamic Issues in
    The Early Stage of Sol- Gel Processes Using Silicon Alkoxides,
    Catalysis Today, 35,205,1997.
    19. H. Schmidt, E. Arpac, H. Schirra, S. Sepeur, G. Jonscker, Mat. Res.
    Soc. Symp. Prop., 519,297,1998.
    20. 張有義,郭蘭生編譯,膠體及界面科學入門,1997.
    21. 董志偉,具環氧基矽烷包覆奈米粒子之研究,中央大學化材所碩士
    論文(2001).
    22. 楊脩生,具在分散性之奈米級氧化鋯結晶粒子之合成研究,中央化
    材所碩士論文(2002).
    23. 楊靜萍,塑膠表面抗磨層之研究,中央化材所碩士論文(2002).

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