碳煙填充複合材料界面之研究

Abstract

本研究在探討於填充粒子（碳黑）及環氧樹脂間介入不同的界面（CTBN、PB、PS、PM MA），其對複合材料機械性能之影響，更利用掃瞄式電子顯微鏡（SEM ）來觀察材料 的抗衝擊及抗張斷面，以便對此不同成份的界面及斷裂形式之間的關係作一初步的探 討。 在抗衝擊強度方面，材料的抗衝擊強度為添加入界面物質的厚度及玻璃轉移溫度的函 數關係；界面相之玻璃轉移溫度很低的物質（CTBN、PB）有增加效果，且在適當厚度 會有一個適當大值，然而玻璃轉移溫度很高的物質（PS、PMMA）反而有負的效果。可 見軟質的界面相在適當的厚度之下有增韌效果。 在其他機械性能方面，抗張及抗折強度有略微下降之勢，尤以PS、PMMA之硬質界面相 更顯著。而抗張及抗折模數並沒有太大的變化；其材料的整體模數符合於高分子摻合 理論上下界限，而且均接近於下界限之值。此外，經由修正之KERNER方程式所得理論 值結果相比較，得知經塗佈後的填充粒子仍保有其原有高模數的特性。 在形態學方面，經由掃瞄式電子顯微鏡觀察材料斷面結果顯示，不同材質之界面層斷 裂模式亦有不同；在整個斷裂面來相，硬質界面相比軟質界面相有較多的光滑面積； 而祇看斷裂的粗糙處，可知硬質界面相比軟質界面相有更粉碎之程度。如此有助於了 解不同材料之界面層，其耐衝擊性能改良之結果。