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Title: 溫濕度效應對化學改質之碳奈米管/環氧樹脂複合材料靜態及疲勞性質影響之研究
Authors: 黃健洋;任貽明
Contributors: 國立臺灣海洋大學:機械與機電工程學系
Keywords: 溫度;濕度;碳奈米管;環氧樹脂;複合材料;疲勞
Date: 2010
Issue Date: 2017-05-09T06:23:02Z
Publisher: 國立臺灣海洋大學
Abstract: 摘要:本論文利用酸改純化碳奈米管強化環氧樹脂基材,製作三種不同含量之碳奈米管/環氧樹脂複合材料試片,並對碳奈米管/環氧樹脂複合材料試片進行電性質、熱性質及黏彈性質之分析,最後在四種溫度環境與兩種溫濕度混合環境中進行靜態拉伸及疲勞試驗,探討酸改純化、不同的碳奈米管含量與溫濕度環境效應對碳奈米管/環氧樹脂複合材料機械性質之影響。首先以硝酸對碳奈米管進行酸改純化,並以傅利葉轉換紅外線光譜儀(Fourier-transform Infrared Spectrometer;FT-IR)與高解析電子能譜儀(High Resolution X-ray Photoelectron Spectrometer;HR-XPS)檢測碳奈米管在經酸改純化後,其表面元素與官能基之差異,是否增加有助於與環氧樹脂鍵結之官能基。接著,對碳奈米管/環氧樹脂複合材料之表面電阻值進行量測,探討添加未改質與酸改純化碳奈米管及不同碳奈米管含量對碳奈米管/環氧樹脂複合材料之表面電阻值之影響;並以熱分析儀(Thermal Analyzers;TA)對碳奈米管/環氧樹脂複合材料進行成份及耐熱性質分析;以動態機械分析儀(Dynamic Mechanical Analyzer;DMA) 對碳奈米管/環氧樹脂複合材料進行黏彈性質之分析,探討其儲存模數(Storage Modulus, E’)、損失模數(Loss Modulus, E’’)、損失因子(Loss Factor, tanδ)及玻璃轉換溫度(Glass Transition Temperature, Tg)之差異。研究結果發現,碳奈米管經酸改純化後,可有效改善其在環氧樹脂基材中之分散性及改善動態機械性質、電性質、耐熱性質等。
在四種溫度(-25°C、0°C、25°C、40°C)環境與兩種溫濕度(25°C/ 85%RH、40°C/ 85%RH)混合環境中進行靜態拉伸及疲勞試驗,探討溫度與溫濕度混合效應對碳奈米管/環氧樹脂複合材料靜態拉伸強度及疲勞性質之影響;並以掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope;SEM)觀察其試片破斷面。研究結果發現,當環境溫度提高時,複合材料之靜態及疲勞性質皆會有下降之趨勢;反之,其靜態及疲勞性質會有提昇之趨勢。探討含量對碳奈米管/環氧樹脂複合材料之影響可發現,添加0.5wt%碳奈米管有助於提昇環氧樹脂基材之機械性質、熱性質及電性質等,但當含量過高(1wt%)時,其會因為分散不均及團聚現象,甚至產生空孔,以致其性質下降。
URI: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/42306
Appears in Collections:[機械與機電工程學系] 博碩士論文

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