研究生: |
鐘永宏 YONG-HONG ZHONG |
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論文名稱: |
以傳統乳化聚合法及RAFT活自由基乳化聚合法合成用於不飽和聚酯及乙烯基酯樹脂之奈米級及次微米級高分子核殼型橡膠及反應型微膠顆粒之抗收縮劑及增韌劑 Synthesis of nano-scale and submicron-scale polymeric core-shell rubber and reactive microgel particle as low-profile additives and tougheners for unsaturated polyester and vinyl ester resins by conventional and RAFT living free radical emulsion polymerizations |
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: | 2016 |
畢業學年度: | 104 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 295 |
中文關鍵詞: | 奈米級/核殼型橡膠 、不飽和聚酯 、乙烯基酯樹脂 、抗收縮劑 、增韌劑 、乳化聚合 |
外文關鍵詞: | emulsion polymerization. |
相關次數: | 點閱:573 下載:2 |
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本文探討以RAFT聚合法,採用自發性相反轉、無乳化劑乳化聚法合成奈米級的特用型核殼型橡膠(s-CSR),及以傳統種子乳化聚合法,添加或不添加乳化劑,合成奈米級或次微米級的通用型核殼型橡膠(gp-CSR),作為不飽和聚酯樹脂(UP)及乙烯基酯樹脂(VER)的抗體積收縮劑(LPA)及增韌劑。吾人並合成不同化學結構之傳統UP,包括MA-PG型、MA-PA-PG型UP,及聚合度為0.16、2、5之EPR與VER樹脂基材,進而設計出具不同相容性之苯乙烯(St)/VER/CSR三成份系統。
s-CSR以聚丙烯酸丁酯PBA為軟質核心,以丙烯酸乙酯(EA)及丙烯酸鈉(SA)之共聚物poly(EA-co-SA)為外殼;奈米級gp-CSR以聚丙烯酸丁酯PBA為軟質核心,以丙烯酸甲酯PMA為外殼;次微米級gp-CSR以聚丙烯酸丁酯PBA為軟質核心,以甲基丙烯酸甲酯PMMA為外殼。另外,s-CSR與gp-CSR之外殼,亦以5~15莫耳百分比之甲基丙烯酸環丙氧酯(Glycidyl methacrylate, GMA)改質,以合成出具高極性及具特殊官能基基團外殼,如環氧基團,以增加CSR外殼之極性及與樹脂基材化學交聯之能力。
接著以80與120℃下之相分離實驗搭配Debye方程式計算基材與CSR殼層組成之單位體積偶極矩,來解釋VER (n=2)/St/CSR三成份系統之相分離特性。最後,吾人亦探討奈米級核殼型橡膠CSR,對VER (n=2)/St/ CSR三成份系統於120℃聚合固化後之體積收縮特性與機械性質的影響。
Synthesis of nano-scale specific core-shell rubber (s-CSR) by RAFT soapless emulsion polymerization via spontaneous phase inversion process and nano-scale or submicron-scale general prepose core-shell rubber (gp-CSR) by conventional emulsion polymerization with or without surfactant as low-profile additives (LPA) and tougheners for unsaturated polyester resins (UP) and vinyl ester resin (VER) have been investigated. Two types of conventional UP with different chemical structures, namely, MA-PG and MA-PA-PG, EPR and VER with degree of polymerization (n) = 0.16, 2, and 5, have also been synthesized so that styrene (St) /VER /CSR ternary systems with different miscibility can be designed.
In the synthesis of s-CSR, the core was made from poly(butyl acrylate) (PBA),whereas the shell was made from poly(sodium acrylate(SA)-co-ethyl acrylate (EA)). For nano-scale gp-CSR, the core was made from PBA, the shell was made from poly(methyl acrylate)(PMA). For submicro-scale gp-CSR, the core was made from PBA, the shell was made from poly(methyl methacrylate) (PMMA). Futhermore, the shell of the CSR was modified by 5~15 mole percent of glycidyl methacrylate (GMA) as a comonomer to increase the molecular polarity and provide the specific functionality, such as epoxy group, for the shell of the CSR.
By conducting phase separation experiments and employing Debye’s equation, the dipole moments of UP, VER, EPR and the shell component of the CSR can be calculated, and the phase characteristics of the VER/St/ CSR ternary system have been elucidated. Finally, the volume shrinkage characteristics and mechanical properties of the VER (n=2)/St/ CSR ternary system after cure have also been explored.
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