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系統識別號 U0002-0508200911210500
中文論文名稱 水性聚胺基甲酸酯-奈米金複合膜之製備與性質分析
英文論文名稱 Preparation and characterization of waterborn polyurethane-nanogold composite films
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 化學工程與材料工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Chemical and Materials Engineering
學年度 97
學期 2
出版年 98
研究生中文姓名 陳怡岑
研究生英文姓名 Yi-Tsen Chen
學號 696401446
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2009-07-23
論文頁數 79頁
口試委員 指導教授-張朝欽
委員-張正良
委員-張雍
中文關鍵字 奈米金  水性聚胺基甲酸酯  水性聚胺基甲酸酯-奈米金複合膜 
英文關鍵字 nanogold  waterborne polyurethane  waterborne polyurethane-nanogold composite film 
學科別分類
中文摘要 本研究成功的製備出兩種系列的水性聚胺基甲酸酯-奈米金複合膜。第一種是分別以1,4-BD與1-thioglycerol為鏈延長劑來合成水性聚胺基甲酸酯微球,以其作為保護劑來還原金鹽,利用相關官能基與奈米金鍵結,製備水性聚胺基甲酸酯-奈米金複合膜,再以UV-vis和TEM來証實奈米金的形成。另外一種奈米金複合膜除使用1,4-BD外還使用含羥基硫醇包覆的奈米金作為鏈延長劑,將奈米金以共價鍵的方式結合在水性聚胺基甲酸酯-奈米金複合膜中。利用不同製備方式與不同含量的奈米金形成的複合膜,來討論奈米金對於複合膜結構與性質的影響。
利用TEM與DLS來分析PU微球,以1-thioglycero1為鏈延長劑的水性聚胺基甲酸酯會因含有硫醇官能基使微球的分散穩定性較好,而有奈米金存在會提升分散的穩定性。再以 AFM、EDXS、SEM、ESCA FT-IR、EA、GPC與UV-vis觀察複合膜的形態與結構,以及使用TGA、DMA及應力-應變測試來分析複合膜的性質。

英文摘要 Two series of waterborn polyurethane-nanogold composite films were prepared successfully in this study. In the first series, two different chain extenders, 1,4-butyldiol and 1-thioglycerol, were separately used to synthesis the distinct main-chain of waterborn polyurethane microspheres. The presence of the polyurethane protected the gold nanoparticles, and the formation of gold nanoparticles was confirmed by means of UV–vis and TEM. In another series, the composite films were prepared by using two chain extenders, 1,4-butyldiol and hydroxy-containing thiol-coated gold, at the same time. The nanogold bonded in the waterborn polyurethane structure by the covalent bond.
  TEM and DLS results showed that waterborn polyurethane microspheres, containing thiol functional groups have the better dispersive stability. The presence of nanogold can improve the dispersive stability of the microspheres. AFM, EDXS, SEM, ESCA, FT-IR, EA, GPC, and UV-vis examined the morphology and structure of the prepared composite films. TGA, DMA and stress-strain tests characterized the properties of composite films.

論文目次 目錄
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與方法 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 水性聚胺基甲酸酯 3
2-1-1 離子型水性聚胺基甲酸酯 3
2-1-2 水性聚胺基甲酸酯在生醫的應用 5
2-2 高分子複合材料 6
2-2-1 高分子微球-奈米金複合材料 6
2-2-2 水性聚胺基甲酸酯-奈米金複合材料 7
第三章 實驗部份 9
3-1 實驗藥品 9
3-1-1 奈米金製備藥品 9
3-1-2 水性聚胺基甲酸酯製備藥品 10
3-2 實驗步驟 12
3-2-1 水性聚胺基甲酸酯合成 12
3-2-2 水性聚胺基甲酸酯/奈米金複合材料製備 14
3-2-3水性聚胺基甲酸酯/ MUD-Au複合材料製備 15
3-3 實驗儀器 17
第四章 結果與討論 22
4-1 水性聚胺基甲酸酯/奈米金複合形態分析 22
4-1-1粒徑分析 22
4-1-2 TEM結構鑑定 23
4-2 水性聚胺基甲酸酯性質-奈米金複合膜結構分析 30
4-2-1 FTIR光譜分析 30
4-2-2元素分析 32
4-2-3分子量分析 32
4-2-4 ESCA結構分析 33
4-2-5 SEM微結構鑑定 34
4-2-6能量光譜分析結果(EDXS) 38
4-2-7 AFM表面結構分析 40
4-3 水性聚胺基甲酸酯-奈米金複合膜性質 47
4-3-1 UV-Vis光譜分析 47
4-3-2 TGA熱分析 48
4-3-3 DMA分析 50
4-3-4 應力-應變測試 53
第五章 結論 54
第六章 未來研究方向 56
參考文獻 56
附錄 60


表目錄
表3-1水性聚胺基甲酸酯成份組成表 13
表3-2奈米複合材料與奈米金組成 15
表3-3 水性聚胺基甲酸酯/MUD-Au複合材料成份組成表 16
表4- 1 WPU及WPU/Au複合材料粒徑分析數值 23
表4- 2 WPU及WPU/Au複合材料電位分析數值 23
表4- 3 完整水性聚胺基甲酸酯主要官能基之特徵吸收峰 30
表4- 4 WPUD之元素分析 32
表4- 5 WPUS之元素分析 32
表4- 6 WPUD及WPUS之分子量分析 32
表4- 7 WPUD、WPUD1及WPUD2複合膜之截面EDAX元素分佈總表 39
表4- 8 WPUS、WPUS1及WPUS2複合膜之截面EDAX元素分佈總表 39
表4- 9 WPUM1、WPUDM2及WPUM3複合膜之截面EDAX元素分佈總表 39
表4- 10 WPU/Au複合材之平均粗造度與電壓總表 41
表4- 11 WPUD、WPUD1及WPUD2複合膜之TGA分析結果整理 49
表4- 12 WPUS、WPUS1及WPUS2複合膜之TGA分析結果整理 49
表4- 13 WPUM1、WPUDM2及WPUM3複合膜之TGA分析結果整理 49
表4- 14 WPU及其複合膜之DMA結果整理 51
表4- 15 不同鏈延長劑合成WPU及其複合膜之應力-應變結果整理 53


圖目錄
圖2- 1 二步驟法聚合聚胺基甲酸酯 4
圖2- 2 鏈節性聚胺基甲酸酯的型態模型 4
圖3-1 水性聚胺基甲酸酯製備流程圖 14
圖3-2 水性聚胺基甲酸酯-奈米金複合材料製備 15
圖3-3水性聚胺基甲酸酯/MUDAu (WPUM-Au)製備流程圖 16
圖4- 1 WPUD不同倍率下之TEM 24
圖4- 2 WPUD1不同倍率下之TEM 25
圖4- 3 WPUD2不同倍率下之TEM 26
圖4- 4 WPUS1複合材料不同倍率下之TEM 26
圖4- 5 WPUS2複合材料不同倍率之TEM 27
圖4- 6 WPUM1複合材料不同倍率之TEM 28
圖4- 7 WPUM2複合材料不同倍率之TEM 28
圖4- 8 WPUM3複合材料不同倍率之TEM 29
圖4- 9 WPUD及其複合材料之ATR-IR圖譜 31
圖4- 10 WPUS及其複合材料之ATR-IR圖譜 31
圖4- 11 WPUM複合材料之ATR-IR圖譜 31
圖4- 12 WPUS複合膜之ESCA圖 33
圖4- 13 WPUD膜之截面SEM圖 34
圖4- 14 WPUD1複合膜之截面SEM圖 35
圖4- 15 WPUD2複合膜之截面SEM圖 35
圖4- 16 WPUS膜之截面SEM圖 36
圖4- 17 WPUS1複合膜之截面SEM圖 36
圖4- 18 WPUS2複合膜之截面SEM圖 37
圖4- 19 WPUM1複合膜之截面SEM圖 37
圖4- 20 WPUM2複合膜之截面SEM圖 38
圖4- 21 WPUD2複合膜之截面Mapping圖(Au元素) 40
圖4- 22 WPUS2複合膜之截面Mapping圖(Au、S元素) 40
圖4- 23 WPUD複合膜表面AFM地勢圖(3x3 μm) 41
圖4- 24 WPUD複合膜表面AFM相圖 (3x3 μm) 42
圖4- 25 WPUD複合膜表面AFM地勢圖 (1x1 μm) 42
圖4- 26 WPUD複合膜表面AFM相圖 (1x1 μm) 43
圖4- 27 WPUS複合膜表面AFM地勢圖(3x3 μm) 43
圖4- 28 WPUS複合膜表面AFM相圖(3x3 μm) 44
圖4- 29 WPUS複合膜表面AFM地勢圖(1x1 μm) 44
圖4- 30 WPUS複合膜表面AFM相圖(1x1 μm) 45
圖4- 31 WPUM複合膜表面AFM地勢圖 ( 3x3 μm) 45
圖4- 32 WPUM複合膜表面AFM相圖(3x3 μm) 46
圖4- 33 WPUM複合膜表面AFM地勢圖(1x1 μm) 46
圖4- 34 WPUM複合膜表面AFM相圖(1x1 μm) 47
圖4- 35 WPUD2(左)與WPUS2(右)之UV圖 48
圖4- 36 WPUD、WPUD1及WPUD2複合膜之溫度對Tan delta圖 51
圖4- 37 WPUS、WPUS1及WPUS2複合膜之Tan delta圖 52
圖4- 38 WPUM1、WPUM2及WPUM3複合膜之Tan delta圖 52


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