官能基化奈米二氧化矽粒子之製備與聚亞醯胺混成薄膜之特性研究

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題名:	官能基化奈米二氧化矽粒子之製備與聚亞醯胺混成薄膜之特性研究
作者:	林伯學黃世梁蔡美慧
貢獻者:	化工與材料工程系
關鍵詞:	混成薄膜溶膠-凝膠官能基化聚亞醯胺
日期:	2011
上傳時間:	2013-07-23 15:24:12 (UTC+8)
出版者:	台中;國立勤益科技大學
摘要:	第一部份首先先製備出二氧化矽奈米粒子，藉由改變以下反應參數：氨水含量、溶劑種類及Tetraethoxysilane (TEOS)之含量，以獲得產率高、粒徑小且均依的二氧化矽粒子。由實驗結果得知，最適化實驗參數為TEOS 8.4 g、氨水含量 10 ml及甲醇100 ml作為溶劑時，可獲得粒徑30 nm之奈米二氧化矽粒子(silica particles；SPs)；其次再將不同含量之具有單官能胺基之偶合試劑3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS)包覆在二氧化矽奈米粒子之外層，形成胺基化奈米二氧化矽粒子(amino-functionalized silica Particles；ASPs)，由場發射電子顯微鏡(FE-SEM)及穿透式電子顯微鏡(TEM)得知所得到之胺基化奈米二氧化矽粒子(amino-silica particles；ASPs)粒徑為50 nm，再經由29Si solid-state NMR及13C solid-state NMR證實胺基化奈米二氧化矽粒子確實與偶合試劑反應，並可利用胺基定量之方式計算出每克粒子上約具有2.0 x10-4~9.0 x10-4 mol的胺基官能基，其產率高達90%以上；為了避免胺基化奈米二氧化矽粒子團聚的現象，將ASPs加入含有對苯二甲酸之N-methyl pyrrolidinone (NMP)溶液中，產生醯胺鍵結進而獲得表面具有羧酸基之奈米二氧化矽粒子(carboxyl silica particles；CSPs)。由場發射掃描式顯微鏡(FE-SEM)下得知其粒徑為50 nm。第二部份將前述所合成之官能基化奈米粒子分別加入聚亞醯胺(polyimide，PI)薄膜，觀察聚亞醯胺混成薄膜之特性變化。胺基含量較多之ASPs/PI混成薄膜之特性不如預期，因此以酞酐(phthalic anhydride)將ASPs封端，再製成酞酐/ASPs/聚亞醯胺混成薄膜，當粒子含量為0.5 phr時，其特性提升效果最為顯著，儲存模數從1200 MPa提升至1800 Mpa，熱裂解溫度從483 oC提升至515 oC，同時在色度方面及光學性質依然保有一定的優良特性，在UV-vis圖譜量測在波長550 nm時穿透率仍有86 %。CSPs/PI之混成薄膜之粒子含量為0.5 phr時，熱裂解溫度從480 oC提升至497 oC。胺基含量較少之ASPs/PI混成薄膜在0.5 phr時，其熱烈解溫度從480 oC提升至515 oC，且在波長550 nm下之穿透率可達到88 %。此外場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)及穿透式電子顯微鏡(TEM)影像，顯示PI與所有改質後之粒子之間具有良好的相容性。
顯示於類別:	[化工與材料工程系(所)] 【化工與材料工程系】博碩士論文

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