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研究生: 林建辰
Chien-chen Lin
論文名稱: 由元素矽水解法合成無機二氧化矽奈米顆粒及以RAFT活自由基聚合法合成用於不飽和聚酯、乙烯基酯及環氧樹脂之奈米級無機二氧化矽/有機高分子核殼型顆粒添加劑
Synthesis of nano-scale colloidal silica from elemental silicon by hydrolysis, and synthesis of nano-scale inorganic silica/organic polymer core-shell particle as additives by RAFT living free radical polymerizations for unsaturated polyester, vinyl ester, and epoxy resins.
指導教授: 黃延吉
Yan-Jyi Huang
口試委員: 陳崇賢
Chorng-Shyan Chern
邱文英
Wen-Yen Chiu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 化學工程系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 90
中文關鍵詞: 二氧化矽表面改質劑可逆加成-斷裂鏈轉移RAFT無機/有機核殼型顆粒(CSP)不飽和聚酯乙烯基酯環氧樹脂抗體積收縮性活高分子
外文關鍵詞: Silica, modifier, Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer, inorganic/organic core-shell particle(CSP), unsaturated polyester (UP), vinyl ester resins (VER), and epoxy(EP), low-profile additives, living polymer
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  • 本文以元素矽水解法合成不同奈米及次微米粒徑的二氧化矽當作擔體,經由表面改質劑(4-(Chloromethyl)phenyltrimethoxysilane)改質之後,再利用可逆加成-斷裂鏈轉移之活自由基聚合作用(RAFT),在二氧化矽表面接枝高分子,形成無機/有機核殼型顆粒(CSP),可當成不飽和聚酯、乙烯基酯及環氧樹酯的特殊添加劑,以改善熱固性樹脂基材之物性,如抗體積收縮性質及機械性質。
    CSP的合成是以二氧化矽當做核心,再以具化學結構Z-C(=S)-S-R之RAFT鏈轉移劑3-Benzylsulfanylthiocarbonylsufanylpropionic Acid(BSPA),接枝於先經苯甲氯表面改質後的二氧化矽(即Si-Cl),形成接枝鏈轉移劑之二氧化矽(Si-BSPA),再將Si-BSPA經由RAFT途徑聚合有機之丙烯酸甲酯單體,形成無機/有機核殼型顆粒(Si-PMA)。反應中的鏈轉移劑(BSPA)在RAFT聚合作用過程中會形成休眠基團,緩慢的進行聚合作用,可以控制接枝聚合物的分子量及分子量分佈,所得到之核殼顆粒之高分子外殼,並具活高分子(living polymer)之特性。


    In the synthesis of the Si-PMA, the nano-scale colloidal silica was obtained by the hydrolysis of elemental silicon. Then silica was reacted with 4-(chloromethyl)phenyltrimethoxysilane to produce benzyl chloride functionalized silica(Si-Cl) first, followed by reacting with BSPA to make BSPA-grafted silica particle (Si-BSPA). Later, Si-BSPA can be use as a media in Si-poly(methyl acrylate)(i.e. Si-PMA) via Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) polymerization.

    During RAFT polymerization, the CTA will become a dormant specimen which made the polymerization slowly, so that the molecular weight and molecular weight distribution can be controlled. The Si-PMA has a characteristic of living polymer.

    The synthesized Si-PMA, namely, inorganic/organic core-shell particle(CSP) employed as low-profile additives (LPA) for low-shrink unsaturated polyester (UP), vinyl ester resins (VER), and epoxy(EP).

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖表目錄 V 第一章 緒論 1 1-1二氧化矽 1 1-2高分子複合材料 1 1-3 不飽和聚酯 2 1-4 乙烯基酯樹脂(Vinyl Ester Resin, VER) 3 1-5 抗收縮劑 4 1-6 增韌劑 4 1-7研究範疇 6 第二章 文獻回顧 7 2-1 不飽和聚酯與苯乙烯之交聯共聚合反應 7 2-2 溶液聚合法(Solution polymerization)(29-30) 11 2-3 自由基聚合法(free radical polymerization) 12 2-4 活性自由基聚合法 15 2-5 原子轉移自由基聚合法(ATRP) 16 2-6 穩定自由基聚合法(SFRP) 19 2-7 可逆加成-斷裂鏈轉移聚合法(RAFT)(21-22, 24, 41-44) 20 2-8 二氧化矽(Silica)(1, 45-46) 23 2-9 二氧化矽的製備(1, 23, 47-48) 24 第三章 實驗方法及設備 26 3-1 實驗藥品 26 3-2 實驗儀器及設備 29 3-3 實驗方法 33 3-3-1 元素矽水解法合成二氧化矽(Silica)(23) 33 3-3-2 鏈轉移劑3-(benzylsulfanylthiocarbonylsufanyl)propionic acid (BSPA)之合成(24-25, 49) 38 3-3-3 二氧化矽接枝聚合物之合成(52-55) 40 3-3-4 CSP之相分離實驗 43 第四章 結果與討論 45 4-1 二氧化矽之合成 45 4-1-1 元素矽水解法合成膠體二氧化矽奈米顆粒(colloidal silica nanoparticles) (23) 45 4-1-2 製備二氧化矽粉末 51 4-1-3 Silica結構鑑定(1, 55-57) 54 4-2 鏈轉移劑3-(benzylsulfanylthiocarbonylsufanyl)propionic acid (BSPA)之結果探討 55 4-2-1 鏈轉移劑BSPA之NMR分析(49) 55 4-2-2 BSPA之實驗步驟探討 57 4-3 二氧化矽接枝鏈轉移劑之結構分析(54, 58-59) 62 4-4二氧化矽每克接枝苯甲氯及鏈轉移試劑莫耳數計算 66 4-5 二氧化矽接枝聚丙烯酸甲酯之分析 75 4-6 相分離結果討論 80 第五章 結論 81 第六章 建議與未來工作 82 第七章 參考文獻與附錄 83

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    無法下載圖示 全文公開日期 2015/07/28 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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