奈米碳管添加於複合材料之物性探討

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Title:	奈米碳管添加於複合材料之物性探討
Authors:	陳密
Contributors:	化學工程與材料科技系
Keywords:	多壁奈米碳管、聚碳酸樹酯、聚氨酯、純化
Date:	2010-12
Issue Date:	2011-06-21 15:21:28 (UTC+8)
Abstract:	奈米碳管具有極優異之物理與化學特性，可應用於場發射顯示器、顯微鏡之探針、儲氫材料、複合材料…等。成長奈米碳管需添加金屬觸媒誘發奈米碳管成長，金屬觸媒存在會降低奈米碳管之電性與結構性質，所以需將奈米碳管中殘存之觸媒去除，得到高純度之奈米碳管，增加奈米碳管之應用性。本專題研究先採用微波消化酸處理純化多壁奈米碳管，硝酸可以迅速吸收微波的熱與能，30分鐘之酸處理即可快速去除奈米碳管中的金屬觸媒。再將純化前後奈米碳管以不同比例添加於聚碳酸樹酯(Polycarbonate，PC)以及聚氨酯(Polyurethane， PU)中形成複合材料，並量測其物性，以得到最佳之奈米碳管添加量。研究結果顯示，添加純化奈米碳管於聚碳酸樹酯之耐磨耗效果以及硬度值均優於添加未純化奈米碳管，添加7 wt%純化奈米碳管硬度值為最佳。而添加純化奈米碳管為3 wt%時，聚氨酯複合材料其楊氏模數提升約6倍。添加7 wt%純化奈米碳管於聚碳酸樹酯以及聚氨酯後，複合材料分解溫度分別由374℃上升至429℃以及由265℃到310℃；分解溫度增加複合材料可以應用於較高之溫度製程。奈米碳管經酸處理後會有官能基在奈米碳管表面，可以加強奈米碳管之穩定性與分散性。添加奈米碳管於聚合物可有效提升物性，而添加純化後之奈米碳管其各種物性均優於添加未純化奈米碳管。
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