高分子粒子改質環氧樹脂韌性及破壞行為研究

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Title:	高分子粒子改質環氧樹脂韌性及破壞行為研究
Authors:	顏昌平施文昌
Contributors:	化工與材料工程系
Keywords:	高分子粒子環氧樹脂增韌劑 Polymeric
Date:	2010-11
Issue Date:	2013-07-23 14:40:31 (UTC+8)
Publisher:	台中;國立勤益科技大學
Abstract:	本研究加入不同種類與不同比例之增韌劑於環氧樹脂中，以製備環氧樹脂與增韌劑之複合材料，探討增韌劑添加比例與大小對環氧樹脂韌性之影響，並討論其複合材料之熱性質、機械性質、破壞行為和表面型態。實驗分為三個部分進行，首先利用有機無機複合微球及有機雙層核殼結構微球，探討雙層微球結構改質環氧樹脂韌性及破壞行為研究，其次利用TPU微球的膨潤現象探討對環氧樹脂增韌行為的影響及特性研究，最後利用填充大顆粒熱塑性高分子來驗證高分子增韌的原因。所使用之增韌劑種類分別以中空玻璃球(IM-30K)、有機微球（H-50F）為核心，並分別包附PC及PET為殼層之核殼結構微球，TPU微球、和大顆粒熱塑性高分子TPU、PC以及PET。在雙層微球結構改質環氧基樹脂韌性及破壞行為研究中發現核殼結構微球加入環氧樹脂後，降低複合材料之韌性，從SEM觀察其破壞行為，發現微球影響了環氧樹脂基材的剪切形變能力，因而導致環氧樹脂韌性降低，從添加中空玻璃微球之破壞行為發現，裂紋誘發深度與微球直徑有關。其次利用TPU微球的膨潤現象探討對環氧樹脂增韌行為的影響及破壞行為研究中證明，微球大小與增韌效果有直接關係，大微球增韌效果明顯優於較小微球，而利用TPU微球預膨潤方式會比直接添加更有增韌效果，在破壞行為上發現不同以往的增韌機構，裂紋發生在微球內部而非基材，有更直接證據證明了TPU微球具有應力乘載並吸收破壞能量的能力。最後利用大顆粒熱塑性高分子增韌方式，證明了第一部份實驗失敗的原因之一在於PC及PET不具有快速產生塑性變形的能力，縱使增加微球直徑亦無法獲得增韌效果，而TPU則利用此能力吸收了大部分的衝擊能量，而當TPU微球直徑大於200μm時，主要的增韌機構由微球的塑性變形能力與環氧樹脂基材的剪切變形能力共同決定。
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