本研究旨在利用綠色製程製備出碸型環氧樹脂單體(Sulfone epoxy, SEP)，其最大特點為不需利用任何鹼性觸媒，該樹脂不僅具有極優異的玻璃轉移溫度，Tg為163.81℃，而且當導入至DGEBA環氧樹脂後，可將硬化後的DGEBA之Tg由原本的111.25℃提升至139.17℃。本研究發現SEP會在較低之溫度先行裂解而生成各種硫化酯衍生物殘渣，而該衍生物殘渣可產生熱烈解保護遮蔽效應並具有抗熱氧化特性以抑制環氧樹脂之熱裂解，將SEP與DGEBA進行掺混硬化後，可發現由於硬化後之交聯密度以及分子內自我相關之影響力遠高於高分子鏈間之影響力以及氫鍵作用力，本研究亦發現其硬化反應性決定於電子推拉特性以及二胺硬化劑的結構。
本研究並進一步將各種不同型態之奈米矽氧烷導入SEP中，並製備出碸型環氧樹脂矽氧烷奈米複合材料，研究發現側鏈型SEP/POSS奈米複合材料具有巨大官能基團的POSS會干擾硬化反應並破壞交聯結構，而Ladder、SiO2以及TEOS型態之矽氧烷因為本身具有大量的氫氧官能基(矽醇官能基)，而這些氫氧官能基不但可以與SEP進行交聯而且也可以促進交聯結構更加穩定，此外，Ladder型態之矽氧烷化合物具有磷以及矽元素存在，由於這兩種元素存在之下會產生磷/系的難燃熱穩定協成效應可進一步提升熱穩定性，矽氧烷化合物的結構以及矽氧烷化合物對環氧樹脂的硬化反應干擾性，對矽氧烷SEP奈米複合材料是非常重要的增進熱穩定性影響因素。
本研究也利用所開發出的綠色製程來製備新型之硫醇型環氧樹脂(Thio epoxy, THEP)，並由化學結構分析數據中可以看出本研究所製備出來的硫醇型環氧樹脂為一單體構造並且更能確定其結構之正確性，因此，本研究中所製備出之硫醇型環氧樹脂已經不需利用任何鹼性觸媒即可成功的合成出來，將不同重量比例之THEP與DGEBA摻混硬化後，硫醇型環氧樹脂中的硫官能基鍵結(-S-)和碸型環氧樹脂中的碸型官能基鍵結(-SO2-)相較之下，硫醇型環氧樹脂中的硫官能基鍵結(-S-)則是有較微弱的分子間(氫鍵)作用力，利用Gordon-Taylor以及Kwei方程式來評估分子間作用力可以計算出其分子間作用力參數(k)數值為0.26、q數值為-168.5，因為該分子間所產生的氫鍵作用力非常薄弱，進一步測試其熱裂解特性，發現隨著硫醇型環氧樹脂的含量增加而會降低起始熱裂解溫度，因為硫醇型環氧樹脂中的硫官能基軟鏈段(-S-)會先行在較低的溫度裂解，並進一步形成硫化酯衍生物類型之焦炭殘餘物(char yield)，其經過高溫熱裂解後所產生之焦炭殘餘物在氮氣以及空氣下分別由11.43%提升至25.94%及由0.65% 提升至1.04%，THEP雖然在較低之溫度先行熱裂解，但會形成各種硫化酯衍生物，因此提昇了硬化後之環氧樹脂材料整體的熱穩定性。

中文摘要
英文摘要
總目錄
圖目錄
表目錄
第一章 序論 ………………………………………………………… 1
第二章 環氧樹脂簡介與文獻回顧 ……………………………….. 5
2-1 環氧樹脂 ………………………………………………………...5
2-1-1環氧樹脂簡介與文獻回顧 …………………………………. 5
2-1-2環氧樹脂的性能和特性 …………………………………….11
2-1-3環氧樹脂之硬化反應機構 ………………………………….14
2-1-4環氧樹脂之硬化反應動力學 ……………………………….18
2-1-5環氧樹脂文獻回顧 ………………………………………….22
2-2 熱穩定高分子材料 …………………………………………….46
2-2-1高分子燃燒機構 …………………………………………….46
2-2-2高分子難燃劑 ……………………………………………… 48
2-2-3熱裂解動力學 …………………………………………….…52
2-2-4 熱穩定高分子材料文獻回顧 ………………………………56
2-3 奈米複合材料 ………………………………………………….76
2-3-1奈米複合材料簡介 ………………………………………….76
2-3-2奈米複合材料製備 ……………………………………….. 79
2-3-3奈米複合材料文獻回顧 …………………………………… 87
2-4 研究目的 ……………………………………………………….104
第三章 理論與實驗部分 ……………………………………………108
3-1碸型環氧樹脂硬化反應動力學 ………………………………108
3-2碸型環氧樹脂熱裂解動力學 …………………………………112
3-3碸型環氧樹脂計算熱隔絕指標(Ts) …………………………...113
3-4碸型環氧樹脂表面裂解溫度(TA)與熱阻指標(Tzg) …………...114
3-5碸型環氧樹脂計算積分程序裂解溫度 ……………………….116
3-6碸型環氧樹脂與雙酚A型環氧樹脂摻混分子間作用力……..118
第四章 實驗部分…..…………………………………………………125
4-1 實驗藥品...…...………………………………………………...125
4-2 實驗儀器設備與測試方法…………………….………………133
4-3 碸型環氧樹脂單體製備……………………………………….138
4-4硬化碸型環氧樹脂…..…………………………………………139
4-5碸型環氧樹脂與多種二胺單體硬化反應 …………………....140
4-6碸型環氧樹脂奈米複合材料之製備 ………………………....142
4-7硫醇型環氧樹脂之製備 ……………………………………....144
4-8硬化硫醇型環氧樹脂 …………………………………………145
第五章 結果與討論 …………………………………………………146
5-1 碸型環氧樹脂單體之製備 …………………………………….146
5-2 碸型環氧樹脂單體硬化物之玻璃轉移溫度(Tg)分析…………158
5-3 碸型環氧樹脂單體硬化物之熱重量損失(TGA)分析…………161
5-4 碸型環氧樹脂單體硬化物之熱裂解特性分析………………...164
5-5 碸型環氧樹脂單體與DGEBA摻混分子間作用力探討………170
5-6 碸型環氧樹脂單體與DGEBA摻混熱重量損失(TGA)分析.…177
5-7 碸型環氧樹脂單體與DGEBA摻混熱裂解特性探討 ……..…182
5-8 碸型環氧樹脂單體與芳香族二胺硬化反應探討……………...215
5-9 碸型環氧樹脂單體與脂肪族二胺硬化反應探討……………...224
5-10 碸型環氧樹脂單體與芳香族二胺硬化反應動力學探討….…233
5-11 碸型環氧樹脂單體與脂肪族二胺硬化反應動力學探討….…239
5-12 碸型環氧樹脂單體與各種二胺硬化後玻璃轉移溫度分析.…248
5-13 側鏈型籠狀聚倍半矽氧烷碸型環氧樹脂奈米複合材料之
製備 ……………………………………………………………252
5-14 側鏈型籠狀聚倍半矽氧烷碸型環氧樹脂奈米複合材料型
態學 ……………………………………………………………254
5-15 側鏈型籠狀聚倍半矽氧烷碸型環氧樹脂奈米複合材料玻璃
轉移溫度(Tg)之研究 ………………………………………….257
5-16 側鏈型龍狀聚倍半矽氧烷碸型環氧樹脂奈米複合材料熱裂解
特性研究 ………………………………………………………260
5-17多種類矽氧烷碸型環氧樹脂奈米複合材料玻璃轉移溫度(Tg)
之研究 …………………………………………………………269
5-18 多種類矽氧烷碸型環氧樹脂奈米複合材料之熱裂解特性
研究 ……………………………………………………………273
5-19 多種類矽氧烷碸型環氧樹脂奈米複合材料之型態學特性
研究 ……………………………………………………………285
5-20 硫醇型環氧樹脂之製備 ……………………………………….290
5-21 硫醇型環氧樹脂與雙酚A型環氧樹(DGEBA)脂摻混硬化後
玻璃轉移溫度(Tg)之研究 …………………………………….300
5-22 硫醇型環氧樹脂與雙酚A型環氧樹(DGEBA)脂摻混硬化後
熱裂解性質之研究 ……………………………………………305
第六章 結論 …………………………………………………………310
第七章 參考文獻 …….…………………………………………… 321
第八章 個人著作目錄………………………………………………..338

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