有機/無機奈米複合材料的合成應用與動力學研究

Abstract

奈米級複合材料之研究與應用在近年來受到廣泛的注意，其發展從以往只靠二級作用力轉變成藉由共價鍵作用力將奈米補強材料與高分子材料來做結合，以致於有更廣泛的應用性。本論文首先合成新型benzo-xazine單體(allyl benzoxazine)，經結構鑑定後利用hydro-silylation反應將allyl benzoxazine單體接到多面體矽氧烷寡聚物(POSS)上，由傅立葉紅外光光譜和1H-NMR圖譜鑑定後確定含有benzoxazine官能基的POSS單體已經被成功地合成出來。 其次，將不同重量比例的新型POSS單體和P-a type與B-a type兩種不同型態的benzoxazine單體利用溶劑法摻合，抽乾溶劑後，使用DSC以(1)Dynamic method (1、5、10、20℃/min不同的升溫速率)和(2)Iso-thermal method (分別在 160、180、200、220℃恆溫四小時)這兩種方法試驗，透過這兩種不同的方法取得最佳交聯程度的升溫條件和在各種不同溫度下的反應級數與反應速率常數的關係，並利用Kissinger、Ozawa和Kamal三種不同的模式分別計算出反應的活化能為85.14、86.99、120.94 KJ/mol。 由於新型POSS單體具有交聯劑的作用，在經過與不同型態的benzo-xazine單體熱交聯後，其熱性質得到大幅的提升，玻璃轉移溫度的提升與耐熱性質程度的增加，其改善的效果都較之前利用Clay顯著。