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永寬化學電子報-第55期

已更新:2021年7月2日


實驗報告 § 壓克力AB膠的瓶頸

壓克力缺氧膠的固化 主要靠金屬氧化物的引發 (例如過渡金屬氧化物如 Fe2O3 CuO ZnO ....),使膠水內過氧化物裂解產生聚合反應。由於聚合單體為壓克力樹脂,亦可加入光起始劑使其有雙重固化機制。 除此之外 對於基材表面沒有金屬氧化物存在 (例如塑膠 玻璃 陶瓷),我們可在原有組份中加入銅離子 (俗稱紅膠),分成AB組份 在混合過程照樣引發自由基反應完成固化。由於自由基瞬間引發 其效能比現有的環氧AB快上許多,能在五分鐘內完成固化。 另外也有塗刷促進劑方式 (俗稱Primer),也就是在非金屬氧化表面上 塗刷上含金屬氧化離子的溶液,使其表面改質 進而在沾接缺氧膠時也能達成效果。 缺氧膠的填縫是一個罩門 因自由基引發僅在接觸面上,不能全面拓展 加上氧氣抑制使聚合無法完全,所以無法同UV深度照射引發內部光起始劑產生聚合反應,固缺氧填縫只能採用AB雙組份或者UV+缺氧方式來完成 。 壓克力缺氧膠彌補UV膠水無法光照時的限制,大大提升應用範疇 亦可靠加熱固化,在膠材設計工藝上面,具備更多的發展潛力。

─作者:研發工程師 李暉旭先生 永寬化學

 

產品介紹 § 複合材料用環氧樹脂

複合材料顧名思義由兩種以上的材質所組合而成,藉由不同材質的特性,達到複合的效果。一般複合材料是由基材(Matrix)及補強材(reinforcement)所構成。常用的補強材料有玻璃纖維、碳纖維與克維拉纖維等,依照纖維形式還可細分為短纖、連續長纖、編織纖維、及粉狀纖維等。而基材則有不飽合聚酯樹脂、酚醛樹脂以及環氧樹脂等。其中以環氧樹脂最為廣泛的應用在運動器材、印刷電路板、工程補強、汽車飾板等產業。複合材料有許多加工方式,其中預浸布疊層法是將樹脂均勻的塗佈在單向或是雙向編織的纖維上,製成有黏性的預浸布,再依照設計裁剪貼合,然後固化成型。

*預浸布用環氧樹脂:預浸布的製造可以分為熱融膠製程和溶劑型製程。前者使用不含溶劑的固體環氧樹脂,在70~75度融化後塗佈在纖維上;後者則是利用丁酮把環氧樹脂溶解,將纖維含浸後加熱讓溶劑揮發。

*高Tg環氧樹脂:高Tg的複合材料可以應用在較高溫度的環境,例如汽車引擎的進氣岐管、重型機車的排氣管、自行車的輪圈、以及電子零組件等。一般的高Tg樹脂系統往往有韌性不足、預浸布壽命太短、黏度太高等缺點,造成製造的困難。新一代環氧樹脂系統則改善了這些缺點,提供良好的加工性與物理性質。

*輔助材料:複合材料的製程,需要搭配許多的功能性產品,例如補土、金油、以及發泡材料。這些輔助性的材料對於製程以及產品的外觀有非常重要的影響。一般玻麗補土的接著強度不足,容易在震動的環境下剝落,造成產品的缺陷。使用環氧系統的補土則展現出良好的接著性、透明度,並且具備搖變性,適合填補各種形狀的空洞。

相關產品資訊。

 

知識交流 § 如何測量樹脂填充物含量?

測量樹脂填充物含量(Filler content),早期的作法是將未硬化的樹脂分散在溶劑中,待填充劑沈澱後再倒去上層液體,如此反覆幾次來獲得樹脂中的填充物並計算含量。另一種方法是將未硬化的樹脂分散在溶劑中,再用濾紙過濾。

以上這些作法有一些缺點:1.有些硬化劑也是粉粒體的狀態,會被當作填充物計算;2.奈米粉粒體在溶液中很難用沈澱或過濾來分離;3.不容易精確的計算含量;4.不適用於已經固化的樹脂。

不過這一些作法有時候仍能夠提供無可取代的資訊。目前利用TGA來填充物含量是最簡單的實驗方法。

進行TGA實驗時升溫速率不要過快(10℃/min以下),通氧氣避免燃燒不完全,以逐步恆溫(Stepwise Isothermal)的模式來避免有機裂解產物的干擾,並且要注意填充料是否會發生分解反應。(例如:碳酸鈣會放出二氧化碳,殘留氧化鈣;氫氧化鋁會放出水,殘留氧化鋁…等)。

當填充料在高溫有發生分解反應的疑慮時,進一步比對紅外線光譜,辨認填充物的種類,甚至用溶劑分離出填充物…等,都是可能的實驗選擇。

 

雙週好球 § 資格考(下)

我參加的第一次資格考是考「高分子學」,那一次是九人應考三人通過。我第二次參加資格考是考「化工熱力學」,那一次是二十七人應考一人通過,我不是通過的那一個人…。我第三次參加資格考是重考「化工熱力學」,那一次是二十八人應考六人通過。從這三次通過的比例來看,資格考的難度可想一般,大多數人都要考很多次才會通過。 當時有學生向教授反映:何必把資格考考的這麼難?特別是第一類學科都和我們的論文沒有關係,我們在這上面花很多時間值得嗎? 系上老師倒有不同的見解,他們認為博士畢業生有可能會擔任教職,除了專業科目以外(選修課),一定也會分配到一般科目(必修課),所以每位學生都要有某個一般科目非常的熟悉,才是一個合格的博士班畢業生。 參加資格考已經是15年前的往事了,考題早已經拋諸腦後,精神卻依舊歷歷在目。我們的工作、我們的生活就是一次又一次的資格考。我們的應考態度決定我們的成就:通過、重考或者是淘汰。

─作者:李明旭博士 永寬化學




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