黏土分散劑之改質及環氧樹脂-黏土複合膠材之製備與性質研究

Abstract

本論文研究以Diels-Alder反應，對經離子交換程序吸附於蒙脫土（Montmorillonite，PK-802 MMT）之層間表面的改質劑GME-N-C10，針對其對玻璃接著性質以及有機-無機界面接著上的缺點，以trans,trans-2,4-hexadiene-1-ol進行二次改質，利用該改質劑上之碳碳雙鍵結構進行Diels-Alder環化，使其結構上具有末端□OH基。改質之黏土混入以紫外光硬化之環氧基單體內，以製成適合有機電致發光元件（Organic Light-emitting Devices，OLEDs）之封裝膠材。本實驗期望能利用簡單的組成與製程，使膠材具備多樣的應用性質，包括對玻璃基板的黏著性、熱性質、以及黏土於膠體內的分散性等。比較未摻入黏土的膠體、摻入經GME-N-C10改質之黏土（MPK-802）之膠體、以及經過本實驗二次改質之黏土（M-MPK-802）之膠體之熱性質（包括抗熱裂解能力以及熱膨脹係數）、黏著強度以及層間距離撐離度和膠體內分散性，本實驗所製備完成之膠材在玻璃上之接著強度及玻璃轉移溫度（Glass Transition Temperature，Tg）前之熱膨脹係數皆較原產品有顯著改善，在添加量15 wt.%時可達到5%裂解溫度為（Td-5%）199□C、玻璃轉移溫度（Tg = 74.77□C）前之熱膨脹係數（Coefficient of Thermal Expansion，CTE）為10.94 ppm/□C、在玻璃上之黏著強度為140.33 kg/cm2，以及顯著的黏土層間撐離；由X光繞射分析的結果層間距可撐離達為2.21 nm。TGA分析顯示GME-N-C10之吸附率為79%，但因本實驗未採取適當措施讓更多單體進入黏土層間，在眾多OH基的環境下，鏈轉移的機率過高導致高分子鏈未能貫穿整個層間，故電子顯微鏡分分析顯示膠體未能完全有效地插層進入黏土層間，完整之剝離型分散奈米複合膠材仍有待進一步的研究。