壓克力/二氧化矽混成材料的製備與性質研究

Preparation and Properties of Poly(MMA-co-MSMA)/SiO2 Hybrid Materials

廖文家(Wen-Jia Liao)

指導教授 ： 葉瑞銘

中原大學/理學院/化學研究所/碩士(2005年)

https://doi.org/10.6840/cycu200500356

摘要

本論文係以傳統自由基聚合法合成有機高分子溶膠-凝膠前驅物 poly(MMA-co-MSMA )，再導入TEOS 進行溶膠-凝膠反應，將TEOS 水解、縮合後產生二氧化矽無機物網絡，以製備poly(MMA-co -MSMA)/SiO2 混成材料。 本研究中添加之MSMA 作為共聚單體外， 並同時扮演者偶合劑的角色，使合成出poly(MMA-co-MSMA)樹脂， 可與無機二氧化矽形成化學共價鍵結，成為poly(MMA-co -MSMA)/ SiO2 混成材料。 由FTIR-RAS 與Solid state 29Si-NMR 顯示， 已製備出 poly(MMA-co -MSMA)/ SiO2 混成材料，並且無機物二氧化矽與有機 高分子有化學鍵生成。 poly(MMA-co-MSMA)/ SiO2 混成材料，隨 TESO 導入量的增多，應用TGA 與DSC 研究其熱穩定性，顯示可提 高熱分解溫度以及玻璃轉移溫度的消失；由傅氏反射式紅外光譜儀 curve fitting 可瞭解，poly(MMA-co-MSMA)/ SiO2 在金屬鐵片上會形 成Si-O-Fe 的化學鍵，TEOS 強化了poly(MMA-co-MSMA)/ SiO2 對金 屬鐵片的附著性； 應用電化學法進行防腐蝕測試， poly(MMA-co-MSMA)因TEOS 的導入形成的二氧化矽，減緩了鐵金 屬的腐蝕速率。 本研究並應用TEM 與AFM 探討二氧化矽在 poly(MMA-co-MSMA)基材中的內層及表面形態。

關鍵字

壓克 ； 過氧化苯醯

並列摘要

In this study, a series of PMMA-silica hybrid materials have been successfully
prepared through the conventional free radical polymerization reactions with benzoyl
peroxide (BPO) and trimlthoxysilylproplymethacrylate (MSMA) as initiator and
coupling agent, respectively. First pf all, sol-gel precursor (i.e., P(MMA-co-MSMA)
with specific content of MSMA is synthesized, followed by processing hydrolysis
and condensation reactions (i.e., sol-gel approach) of the as-prepared copolymer and
tetraethyl orthosilicate (TEOS). The as-prepared hybrid materials are then
characterized by FTIR, TEM, AFM and 29Si-MNR. The thermal stability and
mechanical strength of hybrid materials are found to be higher than that of neat
PMMA based on the DSC, TGA and DMA measurements. The anticorrosion effect
of hybrid coating is found to be enhanced as the silica content increases based on a
series of electrochemical measurements such as corrosion potential, polarization
resistance, corrosion current and impedance spectroscopy. The enhancement of
corrosion protection effect of hybrid sol-gel coatings may be due to the increase of
adhesion strength and surface hydrophobicity on a basis of Scotch tape test,
FTIR-RAS, and contact angle test.

並列關鍵字

MSMA ； TEOS ； PMMA ； BPO

參考文獻

68.賴政遠，三取代己烷聚塞吩-二氧化矽之複合材料製備及其在電變

56. C. L. Chian, C. C. M. Ma, ”Synthesis, Characterization and Thermal

32. B.M. Novak and C. Davies, Polym. Prep., 32(3),512 (1991).

22.M. Mager. Markus Mechtel. Stephan Kirchmeyer silicones in

63. X. Ling, S. C. Jiang, X. P. Qiu, D. W. Dong, D. H. Yu, B. Z. Jiang,