本研究利用二苯亞甲基山梨醇(DBS)及聚乳酸(PLLA)以高溫熔融摻混法製備複合材料。本研究目的為利用二苯亞甲基山梨醇(DBS)以非溶劑之製備方式來改善聚乳酸(PLLA)之特性，研究主要分成二部份進行，一為藉由雙螺桿混煉機製備DBS/PLLA複合材料來探討物理性質分析及結晶行為分析，另一為先雙螺桿混煉機製備成複合材料再利用熱壓成型機製備成DBS/PLLA複合材料膜來進行結構與性質分析。
第一部份之混煉製成複合材料以流變分析結果可得知於熔融狀態下儲存模數G’、損失模數G”及複合黏度隨DBS之添加而有下降之趨勢，因DBS為一稀釋劑而導致黏度下降；由DSC結晶行為分析結果可觀察到DBS之添加促進PLLA結晶型態由不規整α’型態轉變為規整α型態。利用POM及DBS等溫結晶分析結果可觀察到於低溫時PLLA之結晶速率因DBS之添加導致表面自由能增加而有延後之趨勢，則於高溫處因DBS纖維無生成而導致結晶速率加速趨勢。
第二部份之複合材料以結構分析則可觀察到DBS纖維長於DBS/PLLA複合材料膜之表面及內部。由機械性質分析結果發現DBS之添加提升PLLA之剛性及結晶度，故導致抗張強度與斷裂伸長率呈現隨之下降趨勢。觀察接觸角吸水分析結果，發現DBS之添加能有效地改善PLLA疏水性質且提升其吸水量。

In this study, we preparation the complex polymer of 1,3:2,4-Dibenzylidene sorbitol (DBS)and Poly-L-lactic acid(PLLA) by a high temperature melt blended composites method. The purpose for the use of the non-solvent of DBS to prepare a way to improve PLLA characteristics of our study is divided into two parts. The one for the twin screw kneader were prepared by DBS / PLLA composite materials to analysis and these results explore the physical properties of the crystalline and characterization. The other is the pre-twin-screw compounding composites were prepared to re-use of thermoforming were prepared to DBS / PLLA composite membrane for structure and characteristic analysis.
The fist analysis part of composite material rheology by the mixing process to observe the results that the storage modulus G', loss modulus G" and the complex viscosity on the melt state with added DBS while the trend of the decline. Because DBS is a result of a diluent viscosity decreased. Crystallization behavior by the DSC analysis, we can be observed in the DBS added to promote crystallization of PLLA by the irregular patterns of α' into regular patterns of α. 
By the POM and DSC isothermal crystallization results can be observed that the crystallization cycle of PLLA at low temperature crystallization by the addition of the DBS lead to an increase in surface free energy of PLLA and decreased the PLLA composite materials’ crystal growth rate. But the DBS fibers nongrowed at the high temperature crystallization that enhance PLLA composite materials’ crystal growth rate.

The second analysis part of the composite structural can be observed the DBS fibers longer than the surface and inside of the DBS / PLLA composite film. Analysis can found that the mechanical properties of the DBS add rigidity and to enhance the degree of crystallinity of PLLA, led to the tensile strength and elongation at break presented along with a downward trend. Observation of water contact angle analysis, that the addition of DBS can improve PLLA hydrophobic properties and enhance its absorption capacity.

目錄	I
圖目錄	IV
表目錄	VI
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 高分子的結構與性質	3
2-1-1 高分子理論背景	3
2-1-2 高分子結構	3
2-2 高分子結晶理論	4
2-2-1 球晶(spherulitic)	8
2-2-2 結晶型高分子的物化性質	9
2-2-3 結晶動力學	10
2-3 高分子的測試與鑑定	13
2-3-1 熱分析	13
2-3-2 熱重量分析儀(TGA)	13
2-3-3 微差掃描熱量儀(DSC)	14
2-3-4 應力-應變行為	14
2-4 流變概念	15
2-4-1 黏彈模型	16
2-4-2 剪切黏度	17
2-4-3 動態流變行為	19
2-4-4 線性黏彈性質	19
2-5 生物可分解高分子	20
2-6 聚乳酸	22
2-6-1 PLA簡介	22
2-6-2 PLA結晶型態	24
2-7 DBS簡介	26
第三章	實驗	27
3-1 實驗藥品	27
1. 聚乳酸(poly-L-lactic acid, PLLA)	27
2. 二苯亞甲基山梨醇(1,3:2,4-Dibenzylidene sorbitol, DBS)	27
3-2 實驗設備	27
3-3 實驗流程	32
3-3-1 DBS/PLLA複合材料製備	32
3-3-2 DBS/PLLA 複合材料膜、啞鈴形試片製備	32
3-3-3 偏光顯微鏡 (POM)	32
3-3-3-1 非等溫結晶觀測	32
3-3-3-2 等溫結晶觀測	33
3-3-4 DSC非等溫結晶量測	33
3-3-5 DSC等溫結晶量測	33
3-3-6 流變性質測試 (Rheometer)	33
3-3-6-1 振福掃描 (amplitude sweep)	33
3-3-6-2 頻率掃描 (frequency sweep)	34
3-3-6-3 溫度變化 (temperature ramp)	34
3-3-7 熱重損失測試 (TGA)	34
3-3-8 掃描式電子顯微鏡 (SEM)	34
3-3-9 接觸角測試 (Contact angle)	34
3-3-9-1 靜態測試	34
3-3-9-2 動態測試	34
3-3-10 機械性質測試	34
3-3-11 表面粗糙度測試	35
3-4 研究分析流程圖	35
第四章	結果與討論	36
4-1 複合材料	36
4-1-1 分子間作用力	36
4-1-2 結晶型態	39
4-1-3 流變性質分析	40
4-1-3-1 振幅掃描	40
4-1-3-2 頻率掃描	41
4-1-3-3 溫度改變	43
4-1-4 結晶行為	47
4-1-4-1 非等溫結晶行為	47
4-1-4-2 熔融行為	57
4-1-4-3 結晶週期	64
4-1-4-4 球晶成長	68
4-1-4-5 相轉移與表面自由能	78
4-1-5 熱裂解行為	82
4-2 複合材料膜	84
4-2-1 熱性質	84
4-2-2 結構與型態	85
4-2-3 表面粗糙度	89
4-2-4 機械性質	91
4-2-5 表面接觸角	95
4-2-5-1 靜態分析	95
4-2-5-2 動態分析	96
第五章	結論	100
第六章	參考文獻	101

圖目錄
圖 2-2 1 有邊晶粒模式示意圖	4
圖 2-2 2 結晶聚合物的纓狀微束模型圖	5
圖 2-2 3 折疊鏈模型圖	6
圖 2-2 4 近鄰鬆散折疊鏈模型圖	7
圖 2-2 5 隧道折疊模型圖	7
圖 2-2 6 電路板型鏈模型圖	8
圖 2-2 7 馬爾他十字晶相圖	9
圖 2-2 8 結晶速率與結晶溫度關係圖	11
圖 2-2 9 結晶成長速率regime圖	12
圖 2-4 1 彈性模式圖	16
圖 2-4 2 黏性模式圖	16
圖 2-4 3 Maxwell模式圖	17
圖 2-4 4 Voigt-Kelvin模式圖	17
圖 2-6 1 聚乳酸合成流程圖	22
圖 2-6 2 乳酸異構物之結構圖	23
圖 2-7 1 DBS結構圖	26
圖 3-4 1 不同比例DBS/PLLA複合材料分析流程圖	35
圖 4-1 1 純PLLA之FTIR圖	37
圖 4-1 2 純DBS之FTIR圖	37
圖 4-1 3 DBS與複合材料之FTIR(a)圖	38
圖 4-1 4 DBS與複合材料之FTIR(b)圖	38
圖 4-1 5複合材料之FTIR圖	39
圖 4-1 6 複合材料之振幅掃描圖	41
圖 4-1 7 複合材料之頻率掃描	42
圖 4-1 8 複合材料之頻率掃描的複合黏度圖	42
圖 4-1 9 複合材料之流變分析(a)圖	44
圖 4-1 10 複合材料之流變分析(b)圖	44
圖 4-1 11 複合材料初始結晶流變分析圖	45
圖 4-1 12 複合材料之初始結晶溫度圖	46
圖 4-1 13 複合材料之DSC降溫冷卻圖	48
圖 4-1 14 複合材料之降溫冷卻的熱力學特性圖	48
圖 4-1 15複合材料之DSC二次升溫曲線	49
圖 4-1 16 複合材料之二次升溫的熱力學特性圖	50
圖 4-1 17 PLLA之降溫結晶POM圖	53
圖 4-1 18 D1/P之降溫結晶POM圖	54
圖 4-1 19 D2/P之降溫結晶POM圖	55
圖 4-1 20 D3/P之降溫結晶POM圖	56
圖 4-1 21 PLLA於不同結晶溫度之DSC2nd升溫曲線圖	58
圖 4-1 22 複合材料於不同等溫結晶之2nd升溫曲線	60
圖 4-1 23 Hoffman-Weeks預測複合材料之平衡熔點圖	63
圖 4-1 24 PLLA於不同等溫結晶溫度之結晶週期圖	64
圖 4-1 25 複合材料於不同等溫結晶之結晶週期圖	66
圖 4-1 26 複合材料於不同等溫結晶溫之結晶半週期時間圖	67
圖 4-1 27複合材料於不同等溫結晶溫之結晶常數圖	67
圖 4-1 28 PLLA於90℃等溫結晶隨時間改變之POM圖	70
圖 4-1 29 PLLA於100℃等溫結晶隨時間改變之POM圖	71
圖 4-1 30 PLLA於110℃等溫結晶隨時間改變之POM圖	72
圖 4-1 31 PLLA於120℃等溫結晶隨時間改變之POM圖	73
圖 4-1 32 PLLA於130℃等溫結晶隨時間改變之POM圖	74
圖 4-1 33 D1/P於不同溫度之等溫結晶3min的POM圖	75
圖 4-1 34 D2/P於不同溫度之等溫結晶3min的POM圖	76
圖 4-1 35 D3/P於不同溫度之等溫結晶3min的POM圖	77
圖 4-1 36 複合材料球晶成長速率圖	78
圖 4-1 37 複合材料之球晶成長速率regime圖	80
圖 4-1 38 複合材料之相轉移溫度圖	81
圖 4-1 39 純PLLA、DBS與複合材料之TGA圖	83
圖 4-2 1複合材料膜之DSC一次升溫曲線	84
圖 4-2 2 複合材料膜之SEM表面圖	87
圖 4-2 3 複合材料膜之SEM截面圖	88
圖 4-2 4 複合材料之表面粗糙度圖	90
圖 4-2 5 複合材料之楊氏模數圖	92
圖 4-2 6 複合材料之抗張強度圖	92
圖 4-2 7 複合材料之斷裂伸長率圖	93
圖 4-2 8 複合材料之表面接觸角圖	95
圖 4-2 9 複合材料之角度變化圖	97
圖 4-2 10 複合材料之吸水量變化圖	97
圖 4-2 11 複合材料之角度時變率圖	98
圖 4-2 12 複合材料之吸水速率圖	98

表目錄
表 2-2 1 Avrami指數與成核成長機制關係表	12
表 2-6 1 PLLA結晶單位晶胞參數	25
表 3-3 1 樣品之PLA與DBS之含量表	32
表 4-1 1 複合材料之初始結晶溫度表	46
表 4-1 2 複合材料之降溫冷卻數據數據(10℃/min)表	49
表 4-1 3 複合材料之二次升溫數據(10℃/min)表	50
表 4-1 4 複合材料之降溫結晶溫度表	57
表 4-1 5 PLLA於不同結晶溫度之DSC2nd升溫曲線的吸放熱溫度	59
表 4-1 6複合材料於不同等溫結晶溫度之2nd升溫曲線吸放熱峰溫度表	61
表 4-1 7 複合材料之平衡熔點溫度表	64
表 4-1 8 PLLA於不同等溫結晶溫度之結晶半週期時間表	65
表 4-1 9 複合材料於不同等溫結晶溫之結晶半週期時間表	68
表 4-1 10 複合材料之相轉移溫度表	81
表 4-1 11 複合材料之相態晶核常數表	81
表 4-1 12 複合材料之相態表面自由能表	82
表 4-1 13 純PLLA、DBS與複合材料之起始裂解溫度表	83
表 4-2 1複合材料之一次升溫數據(10℃/min)表	85
表 4-2 2複合材料之DBS纖維尺寸表	89
表 4-2 3 複合材料之粗糙度表	90
表 4-2 4複合材料之楊氏模數表	93
表 4-2 5 複合材料之抗張強度表	94
表 4-2 6 複合材料之斷裂伸長率表	94
表 4-2 7 複合材料之表面接觸角表	96
表 4-2 8 複合材料之角度時變率表	99
表 4-2 9 複合材料之吸水速率表	99

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