Abstract
聚氨基甲酸酯（Polyurethane,Pu ）為堅韌性之高分子材料，並具優良的耐衝擊性質。但因其機械性質及耐熱性不佳，使得聚氨基甲酸酯之應用範圍受到限制；而不飽和聚酯樹脂（Unsaturated Polyester,UP）機械強度高，但其耐衝擊性質不佳。本研究旨在利用PU與UP二者的優良特性, 以不飽和聚酯樹脂改質聚氨基甲酸酯製成互穿型綱狀結構（Interpenetrating Polymer Networks, IPN）材料, 以改善聚氨基甲酸酯之物性及機械性質。藉著機械性質、DSC 、IR、粘度及電子顯微鏡等測試，來探討互穿型高分子綱狀結構材料的反應機構、反應性、機械性質及兩相之間的相容性。並以動態機械性質分析其儲存模數（Storage Modulus ）與tanδ 值, 探討材料對能量吸收之能力與高阻尼避震之效果。本研究經由膨潤性質及動態黏彈性質測試發現，隨著UP的加入，其交聯密度增加且PU與UP兩者的Tg點拉近, 從高倍率（一萬倍）之電子顯微鏡照片發現，出現小顆粒，顯示PU與UP兩者的分子鏈有相互穿透、纏結的情形，證實本研究之系統確實有IPN 的現象。由紅外線光譜分析得知，當UP含量為20wt％時，UP反應不完全，仍然有部份UP未反應。從粘度測試中得知，PU╱UP IPN的反應性隨著UP含量及起始劑含量的提高而增加。在機械性質研究方面，IPN 材料的抗張強度隨著UP含量及起始劑含量的增加而提高。由電子顯微鏡觀察中發現，在較低UP含量（10-20 wt％）時，沒有大顆粒的出現，相容性較佳。當UP含量增加至30-40 wt％時，有大顆粒的出現，雖然相容性降低，但因其交聯密度與反應程度隨著UP含量的增加而提高, 所以仍具有良好之機械性質。由動態機械性質分析中發現, 隨著UP含量的增加, 低溫的Tg（PU相之Tg）有向高溫轉移的現象, tanδ 的peak變寬, 而在高溫的Tg（UP相之Tg）有向低溫轉移的現象。這是由於增加UP含量，UP與UP二者間的接枝反應與分子鏈的穿透、纏結作用下，使得UP與UP二者之tanδ peak有往中間溫度相互轉移靠近的現象產生。且因在軟硬鏈節互穿作用下, 材料呈現出不均勻性質（heterogeneous ）, 使得tanδ 由陡峭的peak成為較寬廠的peak。在從tanδ 值的比較中發現, IPN 材料的tanδ 值較純PU的tanδ 值高, 顯示出IPN 材料有較好的吸收能量的特性。