本研究利用沉澱聚合製備高分子微粒子，取具備三個雙鍵官能基的TMPTA(1,1,1-Trimethylolpropanetriacrylate,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)作為核心單體，經沉澱聚合合成核心粒子，再添加第二種單體AMPS(2-Acrylamido-2-methyl-1-propane sulfonic acid，2-丙烯醯胺甲基丙烷磺酸)，使其AMPS經反應後接枝於核心上形成Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子；因AMPS具磺酸官能基，使得Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子形成一種高分子電解質。
經改變反應的轉速與分散溶劑，探討微粒子在各種不同條件下，形成的顆粒形狀、大小、熱性質、導電率等性質。

In this study, polymer microparticles were prepared by precipitation polymerization, and TMPTA (1,1,1-Trimethylolpropanetriacrylate, trimethylolpropane triacrylate) with three double bond functional groups was used as the core monomer to synthesize the core particles by precipitation polymerization. A second monomer, AMPS (2-Acrylamido-2-methyl-1-propane sulfonic acid, 2-propenylamine methylpropane sulfonic acid), is added, and the AMPS is reacted and grafted onto the core to form Core-Poly. (TMPTA)-Shell-Poly (AMPS) microparticles; due to the sulfonic acid functional group of AMPS, Core-Poly (TMPTA)-Shell-Poly (AMPS) microparticles form a polymer electrolyte.
By changing the rotation speed of the reaction and dispersing the solvent, the properties of the particles formed under various conditions, such as particle shape, size, thermal properties and electrical conductivity, were investigated.

目錄
中文摘要	I
英文摘要	II
目錄	III
圖目錄	VI
表目錄	IX
第一章 緒論	1
1-1 前言	1
1-2 研究目的	2
第二章 文獻回顧與理論背景	3
2-1 高分子微粒子	3
2-2 高分子微粒子製備	5
2-2-1 乳化聚合法	5
2-2-2 沉澱聚合法	6
2-2-3 核殼微粒子的製備	9
2-2-4 製備高分子微粒子的程序控制條件	12
2-2-5 核殼結構的高分子電解質微粒子	16
2-2-6 接近 θ 狀態下，合成核殼結構高分子電解質微粒子	16
第三章 實驗	18
3-1 實驗藥品	18
3-2 實驗設備	22
3-3 實驗流程與步驟	25
3-3-1 實驗流程	25
3-3-2 Poly(TMPTA)微粒子的合成－第一階段	26
3-3-3 Poly(TMPTA)-Poly(AMPS)微粒子的合成－第二階段	27
3-3-4 產物純化	27
第四章 結果分析與討論	28
4-1 Poly(TMPTA)高分子微粒子	28
4-1-1 Poly(TMPTA)粒徑分析	29
4-1-2 調整溶液使其到達接近θ state	29
4-2 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子	42
4-2-1 不同轉速下的二階段反應	42
4-2-2 相同轉速下的二階段反應，並添加抑制劑	48
4-2-3 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子分散於不同溶劑中	56
4-3 紅外線光譜(FTIR)檢測	58
4-3-1 Poly(TMPTA)紅外線光譜檢測	58
4-3-2 Poly(AMPS)紅外線光譜檢測	59
4-3-3 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子紅外線光譜檢測	60
4-4 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子產率與滴定檢測	63
4-4-1 不同轉速下的二階段反應	63
4-4-2 相同轉速下的二階段反應，並添加抑制劑	63
4-5 熱性質分析	65
4-5-1 熱重量分析儀(TGA)測試	65
4-6 導電率測試	68
4-6-1 四點探針量測	68
4-6-2 電化學阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)	69
第五章 結論	70
第六章 參考文獻	71

 
圖目錄
圖 2-2 1核體成長	8
圖 2-2 2通過沉澱聚合形成不同聚合物形態的步驟。	8
圖 2-2 3 DVB於乙氰(Acetonitrile)溶液中進行聚合反應	11
圖 2-2 4 DVB/CMS核殼結構的高分子粒子	11
圖 2-2 5 中空PMAA 與同心中空的SiO2微粒子	11
圖 2-2 6 Styrene-MPS乳化聚合	12
圖 2-2 7 聚合的形態示意圖	13
圖 2-2 8溶解參數的三軸座標模型	15
圖 2-2 9 本研究製備的高分子電解質結構示意圖	16
圖 3-3 1實驗流程圖	25
圖 3-3 2第一階段反應	26
圖 3-3 3第二階段反應	27
圖 4-1 1 TMPTA 沈澱聚合製備微粒子反應示意圖[19]	28
圖 4-1 2 第一階段轉速5調整至θ state，DLS粒徑分析圖，去離子水/丙酮0/0(上)、10/0(中)、20/0(下)	31
圖 4-1 3第一階段轉速5調整至θ state，DLS粒徑分析圖，去離子水/丙酮30/0(上)、40/0(中)、50/0(下)	32
圖 4-1 4第一階段轉速5調整至θ state，DLS粒徑分析圖，去離子水/丙酮60/0(上)、70/0(中)、80/0(下)	33
圖 4-1 5第一階段轉速5調整至θ state，DLS粒徑分析圖，去離子水/丙酮90/0(上)、100/0(中)、110/0(下)	34
圖 4-1 6第一階段轉速5調整至θ state，DLS粒徑分析圖，去離子水/丙酮110/10(上)、110/20(中)、110/30(下)	35
圖 4-1 7第一階段轉速5調整至θ state，DLS粒徑分析圖，去離子水/丙酮110/40(上)、110/50(中)、110/60(下)	36
圖 4-1 8第一階段轉速6調整至θ state，DLS粒徑分析圖，去離子水/丙酮0/0(上)、10/0(中)、20/0(下)	38
圖 4-1 9第一階段轉速6調整至θ state，DLS粒徑分析圖，去離子水/丙酮30/0(上)、40/0(中)、50/0(下)	39
圖 4-1 10第一階段轉速6調整至θ state，DLS粒徑分析圖，去離子水/丙酮50/10(上)、50/20(中)、50/30(下)	40
圖 4-2 1第二階段完成圖 5,5N(左) 5,6N(右)	43
圖 4-2 2第二階段完成圖 6,5N(左)、6,6N(右)	43
圖 4-2 3 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)合成之不同轉速下的SEM圖	45
圖 4-2 4 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子被包覆	46
圖 4-2 5 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)合成之不同轉速下的TEM圖	47
圖 4-2 6第二階段完成圖 5,6N(左) 5,6HQ(右)	49
圖 4-2 7第二階段完成圖 6,6N(左)、6,6HQ(中)、6,6DP(右)	49
圖 4-2 8 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)合成之相同轉速下添加抑制劑的SEM圖5,6N(上)、5,6HQ(下)	51
圖 4-2 9 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)合成之相同轉速下添加抑制劑之SEM圖6,6N(上)、6,6HQ(中)、6,6DP(下)	52
圖 4-2 10 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)合成之相同轉速下添加抑制劑的TEM圖5,6N(上)、5,6HQ(下)	54
圖 4-2 11 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)合成之相同轉速下添加抑制劑的TEM圖6,6N(上)、6,6HQ(中)、6,6DP(下)	55
圖 4-2 12 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子在不同溶劑下的TEM狀態 (a)6,6N-Acetone (b)6,6N-IPA/H2O (c)6,6HQ-Acetone (d)6,6HQ-IPA/H2O (e)6,6DP-Acetone (f)6,6DP-IPA/H2O	57
圖 4-3 1 TMPTA單體與Poly(TMPTA)微粒子紅外線光譜圖	58
圖 4-3 2 AMPS單體與Poly(AMPS)微粒子紅外線光譜圖	59
圖 4-3 3 Poly(TMPTA)與Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子紅外線光譜圖	60
圖 4-3 4 Poly(TMPTA)與Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子局部放大紅外線光譜圖	61
圖 4-3 5 5,5N、5,6N與5,6HQ紅外線光譜圖	61
圖 4-3 6 6,6N、6,6HQ與6,6DPQ紅外線光譜圖	62
圖 4-5 1 6,6N TGA檢測重量損失圖譜	66
圖 4-5 2 6,6HQ TGA檢測重量損失圖譜	67
圖 4-5 3 6,6DP TGA檢測重量損失圖譜	67
圖 4-6 1產物於載玻片乾燥後5,5N(左)5,6N(中)5,6HQ(右)	69
圖 4-6 2產物於載玻片乾燥後6,6N(左)6,6HQ(中)6,6DP(右)	69

 
表目錄
表 4-1 1第一階段反應條件	29
表 4-1 2第一階段粒徑分析	29
表 4-1 3第一階段轉速5調整至θ state	30
表 4-1 4第一階段轉速6調整至θ state	37
表 4-1 5 DLS光源強度	37
表 4-2 1 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)合成之不同轉速下的反應條件	42
表 4-2 2 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子在不同轉速下DLS測量的粒徑大小	43
表 4-2 3 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子在不同轉速下SEM圖的粒徑大小	44
表 4-2 4 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子在不同轉速下TEM圖的粒徑大小	46
表 4-2 5 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)合成之相同轉速下添加抑制劑的反應條件	48
表 4-2 6 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子在相同轉速下添加抑制劑之DLS測量的粒徑大小	49
表 4-2 7 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子在相同轉速下添加抑制劑的SEM圖之粒徑大小	50
表 4-2 8 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子在相同轉速下添加抑制劑之TEM圖粒徑大小	53
表 4-2 9 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子分散於不同溶劑中的DLS量測	56
表 4-3 1 TMPTA紅外線光譜標定特性官能基	58
表 4-3 2 AMPS紅外線光譜標定特性官能基	59
表 4-4 1 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子在不同轉速下產率及AMPS莫耳分率	63
表 4-4 2 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子在相同轉速下添加抑制劑之產率及AMPS莫耳分率	64
表 4-4 3產率中Poly(TMPTA)與Poly(AMPS)各自所佔之比例	64
表 4-5 1 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子利用裂解損失訊號TGA計算線下面積	66
表 4-5 2 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子利用裂解損失訊號TGA計算RPn	66
表 4-6 1 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子電阻率	68
表 4-6 2 Core-Poly(TMPTA)-Shell-Poly(AMPS)微粒子導電率	68
表 4-6 3 EIS測量阻抗值與導電率	69

第六章 參考文獻
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