mCOC/奈米粒子複合薄膜溶劑混摻與物性之研究

Study on Solvent Blending and Physical Properties of Cyclic Olefin Copolymer/Nanoparticle nanocomposite Thin films

周育聖(Yu-Sheng Chou)

指導教授 ： 李育德

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2011年)

摘要

環烯烴共聚物( cycloolefin copolymer；COC )為一常用之光學塑膠材料，本研究將探討在只有凡得瓦力的狀況下，將不同冰片烯(norbornene)含量之COC混摻後，不同微結構之高分子間自組裝行為，如何受微結構排列的影響，此外亦期望能達到靭化mCOC膜片的效果，並觀察其微結構形態。此後，本研究亦將於上述之複合高分子添加奈米粒子，並探討添加後對微結構、物理性質、光學性質與機械性質的影響。
COC混摻複合物的部份，取兩種不同微結構或冰片烯含量不同的COC進行混摻，將混摻物製備成薄膜後，以TGA確認其溶劑殘存量，並以DSC測定其玻璃轉移溫度(Tg)，並與TEM和SEM觀察結果綜合探討COC混摻物之相溶性(miscibility)，於應用性評估的部份，考量到光學膜必需的透明度，本研究對成型之薄膜進行霧度(Haze)與紫外-可見光(UV-Visible)之量測，並針對各組成之混摻物薄膜進行機械性質測定，綜合上述測試結果，探討其應用的可能性與靭化效果。於前述的混摻物中再添加奈米粒子，並加工成膜，進而探討奈米粒子添加後之相溶性、物理性質及其他性質的影響。
實驗結果TEM與SEM顯示COC系統適合添加疏水性矽奈米粒子，而8007/5013/Hb-SiO2(70/30/1)與(30/70/1)複合薄膜藉由疏水性矽奈米粒子的添加，破壞原本嚴重地不相溶狀態，使組成薄膜之機械性質增加20%的伸長量、降低拉伸模數( 755降至679kgf/mm2)與高熱穩定性(481℃)；8007/6013/Hb-SiO2(70/30/1)複合薄膜藉由矽奈米粒子的添加，降低拉伸模數(795降至680 kgf/mm2)、增加30%的伸長量、85%以上的光穿透度以及高熱穩定性(475℃)，評估未來應用於可撓曲性高分子薄膜的可能性很大。

關鍵字

COC, 奈米粒子

參考文獻

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