輔仁大學
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| 記錄編號 | 6263 |
|---|---|
| 狀態 | NC094FJU00065016 |
| 助教查核 | |
| 索書號 | |
| 學校名稱 | 輔仁大學 |
| 系所名稱 | 化學系 |
| 舊系所名稱 | |
| 學號 | 493336109 |
| 研究生(中) | 陳怡伶 |
| 研究生(英) | Chen I Ling |
| 論文名稱(中) | 以PU/Epoxy 複合材料製作PDLC之可行性研究 |
| 論文名稱(英) | Synthesis and characterization of PU-Epoxy/E7 PDLC Film |
| 其他題名 | |
| 指導教授(中) | 宋博厚 李選能 |
| 指導教授(英) | Sung Po-Hou Lee Sung-Nung |
| 校內全文開放日期 | |
| 校外全文開放日期 | |
| 全文不開放理由 | |
| 電子全文送交國圖. | |
| 國圖全文開放日期. | |
| 檔案說明 | |
| 電子全文 | |
| 學位類別 | 碩士 |
| 畢業學年度 | 94 |
| 出版年 | |
| 語文別 | 中文 |
| 關鍵字(中) | 高分子分散液晶 聚胺基甲酸脂 |
| 關鍵字(英) | PDLC Polyurethane |
| 摘要(中) | 摘要 利用含環氧基化合物與含胺基化合物的反應，使低分子量、親油性的環氧樹脂逐漸擴散至水性PU的微胞內，PU分子內所含之胺基與環氧樹脂在PU粒子內產生交聯反應。利用不同比例之環氧樹脂來改質水性PU，並以熱重分析儀、動態機械分析儀、萬能拉力機以及薄膜相片，來比較其物性，發現環氧樹脂比例為10%的薄膜，其熱裂解溫度較純PU提升約52℃，阻尼溫度寬廣，拉伸應力提升22.56kg，物性較好，透明度較佳，所以我們選擇此比例來做為高分子分散液晶膜的基材。 高分子分散液晶膜(PDLC)是由液晶以相分離的方式形成液晶微滴分佈於高分子基材中。我們所使用的液晶為室溫型混合液晶E7，摻混於環氧樹脂比例為10%之水性PU/環氧樹脂複合材料的高分子基材中，利用Nematic Curvilinear Aligned Phase (NCAP)法來製膜。我們製作三種不同液晶含量(30%、50%、60%)的薄膜，觀察其微滴組成，光學性質及介電性質。 本實驗的結果顯示隨著液晶含量的增加，PDLC薄膜的介電常數隨之而提升，在頻率為107Hz的條件下，E7含量為25%增至60%時，其介電常數提升了2.51。但其光學穿透度卻隨之而降低，E7含量為25%增至60%時，穿透度由53%降至18%。 |
| 摘要(英) | Abstract The reaction between epoxy resin and the amide group of polyurethane (PU) can help the hydrophobic epoxy resin gradually diffuse into water-borne polyurethane matrix, in which the cross-linking reaction occurs. The aqueous polyurethane was modified by using different amounts of epoxy resin, and the physical properties of these composites were studied by TGA, DMAT, universal testing machine testing. If was found that the composite with 10 wt% of epoxy resin incorporated in the PU exhibited superior physical properties and high transmittance than the other formulations. Therefore, the composite of this composition was chosen to serve as the polymer matrix in polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) film. The liquid crystal employed in this study, E7, is a mixture type of liquid crystal, which was blended into the PU/Epoxy composite matrix containing 10wt% epoxy resin, and then molded into membrane structure according to Nematic Curvilinear Aligned Phase (NCAP) method .In addition, three membranes with different amounts of liquid crystal (30, 50 and 60% by weight) were investigated with DSC, TGA, POM, SEM, dielectric analysis, and electro-optical testing(voltage-transmittance). The result showed the dielectric constant of PDLC membrane increases with the increasing of liquid crystal used, while the optical transmittance decreased. |
| 論文目次 | 目錄 英文摘要.................................................Ⅰ 中文摘要................................................ Ⅲ 目錄.................................................... Ⅳ 圖目錄...................................................Ⅶ 第一章緒論.................................................1 1-1 前言..................................................1 1-2 研究目的...............................................3 第二章 文獻回顧.............................................5 2-1 液晶概論...............................................5 2-1-1液晶簡介..............................................5 2-1-2液晶相的分類...........................................7 2-1-3 液晶的異相性..........................................10 2-1-4 分子排列的秩序參數.....................................11 2-1-5 液晶的介電異相性.......................................12 2-1-6 液晶的光學異相性.......................................13 2-2 高分子分散液晶(PDLC)薄膜發展..............................14 2-2-1 PDLC製備..............................................15 2-2-2 PDLC的操作............................................17 2-2-3 PDLC薄膜優點...........................................18 2-3 PU簡介...................................................19 2-3-1 水性聚氨基甲酸酯樹脂之合成................................20 2-3-2長鏈Polyol...............................................24 2-3-3 Diisocyanate............................................25 2-3-4 短鏈帶親水基Diol(內部乳化劑)...............................27 2-3-5 溶劑.....................................................28 2-3-6鏈延長劑...................................................28 2-4 環氧樹脂簡介.................................................28 第三章 介電性質...................................................31 3-1 介電性質.....................................................31 3-1-1 極化量.....................................................32 3-2 極化現象.....................................................34 3-3 介電常數和介電損失............................................37 第四章 實驗部分...................................................42 4-1藥品..........................................................42 4-2 儀器.........................................................45 4-3實驗步驟.......................................................47 4-3-1水性聚氨基甲酸酯樹脂的合成......................................47 4-3-2水性PU與環氧樹脂之共聚物的製備..................................47 4-3-3水性PU-Epoxy / E7 複合薄膜的製備...............................48 第五章 結果與討論...................................................49 5-1 FT-IR官能基的鑑定..............................................49 5-2 由TGA分析其熱裂解溫度...........................................50 5-3 DMA動態機械分析................................................51 5-4 拉力測試.......................................................52 5-5 掃描式電子顯微鏡的測試 (SEM).....................................52 5-6 添加不同環氧樹脂百分比之薄膜相片..................................52 5-7 偏光顯微鏡的觀測................................................53 5-8微差熱掃描分析儀的觀測............................................54 5-9 掃描式電子顯微鏡的觀測...........................................55 5-10 介電現象的討論.................................................55 5-11外加電場對光穿透度的討論.........................................57 第六章 結論........................................................89 第七章 參考資料.....................................................91 圖目錄 圖1:環氧樹脂..............................................4 圖2:聚胺基甲酸脂..........................................4 圖3: 液晶相變化與溫度之間的關係圖.........................8 圖4-1: Smectic C..........................................9 圖4-2: Smectic A..........................................9 圖5: 膽固醇液晶示意圖.....................................9 圖6: 圓盤狀液晶示意圖.....................................9 圖7: 向列型液晶物性的異向性..............................10 圖8: 以Euler angle 來描述液晶分子在空間中排列的情形.....11 圖9: 施加電場後分子長軸的排列方向........................12 圖10: 液晶的雙折射性.....................................13 圖11: PDLC受到外加電場的影響及熱造成相變化的影響所產生的透明與不透明狀態示意圖。....................................17 圖12: 流程一. Wyandotte公司水性PU實驗流程...............21 圖13: 流程二.Bayer公司水性PU實驗流程...................22 圖14: 流程三.熱熔加工法流程..............................23 圖15: 流程四.預聚物離子混合加工法........................24 圖16: 電介質的極化情形...................................32 圖17: 平行電極板上束縛電荷與自由電荷的極化反應...........33 圖18: 四種不同的極化現象.................................36 圖19: 各極化行為對頻率的關係圖...........................36 圖20: 物質之介電性質RC電路圖............................38 圖21: 介質填入平行電極板之電容器電流與電壓之向量圖.......40 圖22: 不同高分子摻合的相容性.............................51 圖一: 水性PU之IR........................................59 圖二: 環氧樹脂之IR.......................................60 圖三: 水性PU/環氧樹脂之IR...............................61 圖四: 熱重量分析圖(一)...................................62 圖五: PU/環氧樹脂之流變性質..............................63 圖六: PU/環氧樹脂之拉伸應力..............................64 圖七 PU/1%Epoxy SEM 圖...................................65 圖八 PU/5%EpoxySEM圖.....................................65 圖九 PU/10%EpoxySEM圖....................................66 圖十 PU/15%EpoxySEM圖...................................66 圖十一 PU/1%Epoxy 透明度觀測圖...........................67 圖十二 PU/5%Epoxy 透明度觀測圖...........................67 圖十三 PU/10%Epoxy 透明度觀測圖..........................68 圖十四 PU/15%Epoxy 透明度觀測圖..........................68 圖十五 熱重量分析(二)....................................69 圖十六 液晶 (E7) 在28℃下POM圖(×400)....................70 圖十七 液晶 (E7) 在60℃下POM圖(×400)....................70 圖十八 液晶相變化的 DSC圖................................71 圖十九 PU/10%Epoxy/25%E7 POM圖(×400).....................72 圖二十 PU/10%Epoxy/50%E7 POM圖(×400).....................72 圖二十一 PU/10%Epoxy/60%E7 POM圖(×400)...................73 圖二十二 PU/10%Epoxy/50%E7 在28℃下POM圖(×400)..........74 圖二十三 PU/10%Epoxy/50%E7 在43℃下POM圖(×400)..........74 圖二十四 PU/10%Epoxy/50%E7 在56℃下POM圖(×400)..........75 圖二十五 PU/10%Epoxy/50%E7 在60℃下POM圖(×400)..........75 圖二十六 PU/10%Epoxy/25%E7的DSC圖譜.....................76 圖二十七 PU/10%Epoxy/50%E7的DSC圖譜.....................77 圖二十八 PU/10%Epoxy/60%E7的DSC圖譜.....................78 圖二十九 PU/10%Epoxy/25%E7 SEM圖.........................79 圖三十 PU/10%Epoxy/50%E7 SEM圖...........................79 圖三十一 PU/10%Epoxy/60%E7 SEM圖.........................80 圖三十二 在不同液晶含量下的PDLC膜之介電常數與頻率之關係圖.......................................................81 圖三十三 在不同頻率下，液晶含量與介電常數之關係圖.........82 圖三十四 在不同液晶含量下的PDLC膜之介電損失與頻率之關係圖..83圖 圖三十五 在不同頻率下，液晶含量與介電損失之關係圖.........84 圖三十六 在不同轉速下，介電常數與頻率的關係圖.............85 圖三十七 不同轉速下，介電損失對頻率的關係圖...............86 圖三十八 穿透度對液晶(E7)含量的關係圖....................87 圖三十九 PU-10%Epoxy/50%E7光穿透度與外加電場之關係圖.....88 |
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| 論文頁數 | 92 |
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