博碩士論文 88321015 詳細資訊




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姓名 董志偉( Zh-Wen Dong)  查詢紙本館藏   畢業系所 化學工程與材料工程學系
論文名稱 具環氧基矽烷包覆奈米粒子之研究
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摘要(中) 本研究的主要目的是以具環氧基矽烷包覆奈米粒子,期望能製備穩定懸浮的無機-有機混成奈米粒子懸浮溶膠。再將無機-有機混成粒子懸浮溶膠塗佈塑膠表面製備硬質保護層。
實驗的步驟為先配製酸性的Boehmite或Silica奈米粒子懸浮溶膠,再以1當量的水預水解莫耳比1:0.6的Glycidoxypropyltri-methoxysilane(GPS)及Tetraethoxysilane(TEOS)矽烷溶液,然後將預水解後的GPS/TEOS矽烷溶液與奈米粒子懸浮溶膠混合,使GPS/TEOS包覆在奈米粒子表面成為無機-有機混成奈米粒子。根據實驗結果,以Bohemite奈米粒子懸浮溶膠混合預水解後的GPS/TEOS所製備的混成粒子懸浮溶膠只有少數粒子聚集,溶膠也不會凝膠。以氧化矽奈米粒子懸浮溶膠混合預水解後的矽烷所製備的混成粒子懸浮溶膠,GPS/Silica奈米粒子重量比小於0.8時混成粒子溶膠會凝膠,而GPS/Silica奈米粒子重量比大於1.0時雖然不會凝膠但有粒子聚集的情形,不過並不會發生粒子沈澱。
將無機-有機混成奈米粒子溶膠塗佈於PET(對苯二甲酸乙酯)透明塑膠片上製備硬質保護層。這層硬質層與PET附著良好不剝落也不龜裂。硬質層在研磨機上研磨1000轉後測量研磨前後硬質層足以增加塑膠的耐磨性,且不影響塑膠的透光度。
摘要(英) Coatings were prepared from a suspension of colloidal silica particles containing Glycidoxypropyltrimethoxysilane(GPS) and tetraethoxysilane(TEOS).The added to an aqueous silica or boeh-mite suspension.Acidic conditions relsulted in slower condensa-tion which allowed adsorption of the silane on Boehmite and Silica.Coatings with GPS modification were denser,adhered better to the polymer substrate,and could be made ticker than unmodified silica coatings.In general have to take place in organic solvents in order to control the hydrolysis and conden-sation reaction.This leads to drawbacks in applications,since
the organic solvent vapor concentration has to be controlled for example in coating applications for environmental,health or security reasons.For this reason,a reaction route has been develop to produce coating precursors stable against water as solvent.
關鍵字(中) ★ 有機-無機混成材料
★ 奈米粒子
★ 環氧基矽烷
關鍵字(英) ★ hard coated
★ TEOS
★ GPS
★ nanoparticle
論文目次 摘要 I
ABSTRAC II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VI
簡介 1
奈米粒子的特性 1
無機-有機混成奈米粒子的介紹 2
無機-有機混成奈米粒子鍍膜之製備方法及應用 3
以GPS/TEOS包覆奈米粒子的製法及應用 4
第一章 研究背景 6
1-1矽烷的水解與縮合反應 6
1-1.1水解反應(Hydrolysis) 8
1-1.2 縮合反應(Condensation) 11
1-2 奈米粒子溶膠的穩定性13
1-2.1粒子間之靜電斥力13
1-2.2立體障礙15
1-3 以有機分子包覆奈米粒子的相關文獻16
第二章 以GPS包覆奈米粒子20
2-1製備預水解的GPS/TEOS溶液20
2-1.1 實驗方法21
2-1.2樣品性質的分析22
2-1.3 結果討論28
2-2 配製Boehmite奈米粒子懸浮溶膠29
2-2.1 實驗步驟29
2-2.2 樣品分析31
2-2.3 結果討論36
2-3 以GPS包覆Boehmite奈米粒子37
2-3.1 實驗步驟38
2-3.2 樣品分析39
2-3.3 結果討論46
2-4 GPS包覆Silica奈米粒子的製備 48
2-4.1實驗步驟48
2-4.2 樣品分析51
2-4.3 結果討論56
第三章 以GPS/TEOS/奈米粒子混合溶膠製備硬質層58
3-1 以GPS/TEOS/Boehmite混成粒子懸浮溶膠製備硬質層58
3-1.1 實驗步驟58
3-1.2樣品分析59
3-2 以GPS/TEOS/氧化矽混成粒子懸浮溶膠製備硬質層63
3-2.1 實驗步驟64
3-2.2樣品分析64
3-3結果討論66
心得與建議68
參考文獻70
附錄一 雷射粒徑儀量測數據73
附錄二 實驗藥品 74
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指導教授 蔣孝澈(A.S.T. Chiang) 審核日期 2001-7-16
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