聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脫土奈米複合材料之製備、鑑定與物性、熱性質研究

Preparation,characterization and Physical-Thermal Property studies of PMMA-clay Nanocomposites

劉庚瑋(Keng-Wei Liu)

指導教授 ： 劉松柏

健行科技大學/工學院/機械工程所/碩士(2011年)

摘要

本研究主要是以高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脫土 (Montmorillonite, MMT)的奈米複合材料之機械性質。以聚甲基丙烯酸甲酯為基材，加入改質之蒙脫土，經由塑譜儀混煉後再熱壓的方式製備成奈米複合材料之試片，藉此來探討機械性質(拉伸、彎曲、衝擊、硬度、磨耗)之變化。並以X光繞射儀、掃描式電子顯微鏡(SEM)、穿透式電子顯微鏡(TEM)來進行鑑定。
結果顯示，在拉伸、彎曲試驗中1 wt%有最好的增強效果，分別提升1.81%、13.94%；在衝擊試驗中1 wt%有最好的增強效果，提升1.81%；硬度及磨耗試驗中3 wt%有最好的增強效果，分別提升14.07%、58.14%。而在TEM測試方面，則可驗證蒙脫土的分散型態，並與XRD試驗做比對。熱性質方面，在熱示差分析得知，其熔點溫度在添加蒙脫土1%時上升最多，由65.04上升至108.82，提升43.78℃。在熱重分析得知，其裂解溫度在添加蒙脫土5%最佳，由358.34上升至374.66，提升了16.32℃。

關鍵字

奈米複合材料 ； 聚甲基丙烯酸甲酯 ； 蒙脫土 ； 機械性質 ； 熱性質

並列摘要

This experiment uses a plastograph-mixer with the twin-screw mixed method to obtain standard shaped specimens of Polymer-Clay Nanocomposites (PCN), used in the preparation of PMMA/MMT nanocomposites.
Using the processes of wide-angle powder X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM) and Transmission Electron Microscope (TEM), the chemical structure and polymer morphology of these as-synthesized PCN specimens was characterized. In addition, we made these experiment materials in order to probe into its mechanical properties. The tests used are: layer distance of PCN, tensile, flexural, impact, Vickers-hardness and wearing tests.
After the experiment, In the tensile and flexural test, the MMT weight percentage 1wt% has the best result; it increased by 1.81% and 13.94%. In the impact test, the MMT 1wt% strengthened 1.81%. In the hardness test, the MMT 3wt% decreased the effect by 14.07% and 58.14%.

並列關鍵字

Polymer-clay Nanocomposites, ； Polymethylmethacrylate ； Montmorillonite, ； Mechanical Properties.

參考文獻

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