光固化壓克力樹脂/無機粉體奈米複材應用於紅外線輻射以及電磁波穿透之性質探討

The Study and Application of Photocuring Acrylate Resin/Inorganic Powders Nanocomposites in the Field of Electromagnetic Wave

艾正明(cheng-ming Ai)

指導教授 ： 蔡宗燕

中原大學/理學院/奈米科技碩士學位學程/碩士(2014年)

https://doi.org/10.6840/cycu201400768

摘要

本研究以不同時間的水熱法合成方式，合成出不同片狀面積大小的LiAl-LDH無機層狀材料，與光固化壓克力樹脂混成後，製備成奈米級複合材料，或者將片狀鋁/鋁鐵複合金屬粉與光固化壓克力樹脂製備成金屬複合材料。為了使其具有低熱輻射率( 於3-5 μm和 8-12 μm的波長中分別小於0.65與0.75 )、高電磁波穿透、低的反射損失(小於-10 dB)、良好的耐候特性等。再將此複合材料添加聚醋酸乙烯脂PVAc懸浮劑和三元乙丙橡( Ethylene Propylene-Diene Monomer, EPDM) 進行材料的熱輻射率、電磁波、物理性質的比較，藉以掌握材料的特性與用途。
LiAl-LDH無機層材的材料鑑定部份，以廣角X光繞射分析儀(WXRD)、確認其層狀堆疊的晶格結構。再以傅立葉轉換紅外線光譜儀(FT-IR)鑑定其官能基結構。最後以掃描式電子顯微鏡(SEM)確認LiAl-LDH片狀面積平均為700 nm〜1 μm。
片狀鋁/鋁鐵複合金屬粉的鑑定部份。以(WXRD)與粉末衍射標準(Joint Committee on Powder Diffraction Standards, JCPDS)來分析晶格訊號確定了片狀鋁金屬粉與鋁鐵複合金屬的晶格訊號。再以SEM鑑定片狀鋁/鋁鐵複合金屬的分散形態。接著利用X光能譜散佈分析儀 (EDS)進行元素分析，可以證明成功製備鋁鐵複合金屬。再利用原子力顯微鏡(AFM )確認奈米鐵的形狀為圓錐體。最後利用超導量子干涉磁量儀檢測鋁金屬與鋁鐵複合金屬的磁學特性。發現鋁金屬上搭載了奈米鐵後，磁學特性皆有明顯的提升。
將LiAl-LDH/金屬材料添加入光固化壓克力樹脂後，利用黑體(blackbody)與中紅外線熱像儀 ( The infrared thermal imager)、遠紅外線熱像儀( Far infrared thermal imager)，進行熱輻射率的檢測。由此檢測後選出最佳材料後配方，再檢測電磁波穿透性質/反射損失。由以上驗證Al/Fe-20 %能達到熱輻射率與反射損失的最佳條件。在熱輻射率3-5 μm和 8-12 μm的波長中，分別為0.52與0.74。電磁波頻率為37 GHz，反射損失值能達到-22 dB 。最後在物理性質與老化性質部份，Al/Fe-20 %皆能使用10年以上。

關鍵字

電磁波 ； 奈米複材 ； 輻射率

並列摘要

This work mainly studied on the synthesis of photo-curing acrylate resin/ inorganic layered materials, made by hydrothermal reaction in various periods, or aluminum/iron complex materials nanocomposites by blending process. The structure and surface morphology of these synthesized inorganic layered materials and ferrous metals complex materials were confirmed by WAXRD and SEM, respectively. Furthermore, composition of aluminum/iron metal complex confirmed through the elemental analysis. The effect of heat capacity and thermal radiation of LiAl-LDH or aluminum/iron complex nanocomposites were studied. It was expected that the properties of nanocomposites were caused by the solid content of layered materials or aluminum/iron complexes acrylate resin. The other properties, such as thermal emissivity, electromagnetic penetration, effective reflection loss, weather-endurable featured, were studied here.

並列關鍵字

nanocomposites ； emissivity ； Electromagnetic

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