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(Polyoxymethylene;POM),高性能工程塑膠則有聚四氟乙烯

(Polytetrafluoroethene;PTFE)、聚醚醚酮(Polyetheretherketone;

PEEK)、液晶高分子(Liquid Crystal Polymer;LCP)等[1]。除了既有 的工程塑膠,高分子材料亦隨著科技的演進不斷地開發,像是奈米複 為單壁奈米碳管(Single-walled carbon nanotube,SWNTS);由多層不同 直徑的單壁奈米碳管以同一軸線套裝起來的,稱為多壁奈米碳管

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(Multi-walled carbon nanotube,MWCNTS)。

奈米碳管由於具有相當獨特的結構、優異的性能以及廣泛的潛在 應用前景,而引起各界密切關注,奈米碳管的發現,為奈米材料學、

奈米光電子學、奈米化學等學科開創了嶄新的研究領域[2]。

然而由於國內外產業升級壓力日增,要能夠生產大量形狀複雜、

附加價值高的精密零件,儼然已成為企業生存的不二法門,而射出成 形(injection molding)製程有此特性,而射出成形主要特色是可以製造 複雜三維形狀的零件,突破了傳統成形在產品形狀上的限制,加上具 有近淨原形(near net shape)的優勢且避免大量額外加工所需材料的浪 費,以達到節省成本之目的。所以本研究使用之高分子材料為聚酯膠 (Polyethylene terephthalate;PET)進行射出成形實驗,PET 在產業界的 用途相當廣泛,如:聚酯纖維、錄像、電影膠片、絕緣膜、產品包裝、

可樂瓶、礦泉水瓶、電器零部件、軸承、齒輪等,具有優良的堅韌性,

拉伸、抗衝擊強度、耐磨性,電絕緣性。因此本研究嘗詴以多壁奈米 碳管加入高分子基材之中,形成奈米複合材料,期望藉由多壁奈米碳 管優異的物理性質去改善原本的高分子本身不足的地方。

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B.W.Steinert 等人使用磁場誘發單壁奈米碳管,配向於聚酯膠 中,並且對於使用磁場做配向控制的優點進一步說明,因為使用磁場 作為外在能量場可以產生塞曼能量(Zeeman energy levels)將會和奈米 碳管間的凡得瓦力相抗衡,可有效分離奈米碳管,減少團聚的現象產

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因此本研究嘗詴去在聚酯膠基材當中添加多壁奈米碳管,並且在 射出成形過程中,利用電場之外加能量場去誘發碳管配向,希望可以 將碳管有效地分散在欲強化的地方,使碳管本身可以有效的達到配向,

如此一來可以有效改善成形品的導電性能以及機械強度,並且達到用 少量的奈米碳管就可以有效提升成形品整體性能,以大幅降低製造之 成本。

1.4 研究方法

本研究將使用摻混有一定比例多壁奈米碳管的聚酯膠粒進行實 際射出成形與量測實驗,於成形過程中將對模穴內的材料施予電場 作用,以期控制奈米碳管的分佈與配向,進而達到積極控制材料高次 構造之目的。射出成形所得的成品將使用光學顯微鏡、掃描電子式顯 微鏡進行材料形態(morphology)與奈米碳管配向的觀察。另外將使用 四點探針詴驗、表面硬度詴驗等分別量測多壁奈米碳管/聚酯膠複合 材料射出成形品之特性。根據這些實驗數據,最後將分析整理出成形 條件、電場強度對於多壁奈米碳管之分佈、配向以及成形品的前述特 性之影響。

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