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dc.contributor.advisor劉永銓zh_TW
dc.contributor.advisorHsun-Tsing Leeen_US
dc.contributor.advisor李訓清zh_TW
dc.contributor.author鄭漢威zh_TW
dc.contributor.authorwei, cheng hanen_US
dc.date2005zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T05:31:47Z-
dc.date.available2014-06-06T05:31:47Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/3348-
dc.description.abstractIn this study, polyaniline (PANI) emulsions were prepared in sodium dodecyl sulfate (SDS) micellar solutions. We investigate the influences of the synthetic conditions of polyaniline emulsions on the interface nature, physical properties and electrical properties of the PANI emulsions and their blend with waterborne polyurethanes (WPU). Various instruments were used to evaluate these emulsions , for instance: the Fourier-transform infrared spectroscopy, UV-Vis spectrophotometer, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, zeta probe analyzer, dynamic light scattering particle size analyzer. The particle size distributions, zeta potentials, viscosities, conductivities and thermal properties were evaluated at different SDS contents, ammonium persulfate (APS) contents, aqueous HCl volumes and its concentrations. The polyaniline particle size increases with decreasing SDS concentration and with increasing APS concentration. The polyaniline particle size at different volume of 0.1MHCl addition changes very large, as volume reachs 395ml, the particle size increases to 3329nm lower than critical micellar concentration. The polyaniline particle size ranged from 12.9nm to 20.5nm, while very HCl concentrations between 0.07M and 0.1M. The polyaniline particle size increases with increasing pH value through adding ammonia water. The doping level of polyaniline is the highest at pH=8.9 during adjusting the pH value of the emulsion. The physical properties of the PANI/PU emulsion are better when prepared by in situ polymerization method than by simple mixing.en_US
dc.description.abstract在本研究中是以乳化法方式來乳化聚合聚苯胺 (PANI),採用sodium dodecyl sulfate(SDS)界面活性劑製備聚苯胺乳液,來探討聚苯胺形成奈米級乳液的合成條件對界面性質、物化特性的影響以及聚苯胺乳液與水性聚胺基甲酸酯 (PU)摻合後的導電性、物性特徵。 利用各種儀器的測試如:傅立葉轉換紅外線光譜儀、紫外光/可見光分光光譜儀、微差掃描卡計儀、熱重損失分析儀、界面電位儀、粒徑分析儀等儀器的輔助,藉以了解聚苯胺乳液因各個變因如SDS量變化、APS量變化、HCl體積與濃度變化以及pH值的變化所造成聚苯胺乳液及其與水性PU摻合物的性質如:粒徑、界面電位、黏度、導電度以及熱性質的變化。 當聚苯胺乳化聚合所使用的sodium dodecyl sulfate(SDS)越多時,聚苯胺的粒徑也會變小(6920nm變小到17nm)﹔而聚合苯胺當作氧化劑的ammonium persulfate (APS)則是加的量越多,聚苯胺的粒徑會隨之增大 (13nm增大到67nm); 聚苯胺乳液在不同0.1M HCl體積下之粒徑到了體積為395ml時粒徑會急遽上升至3329nm,原因是低於臨界微胞濃度所造成; 改變HCl濃度之粒徑只有在濃度為0.07M到0.1M較小 (13nm到21nm), 用其它濃度聚合得到的聚苯胺顆粒都是相當大;當加入氨水改變聚苯胺乳液pH值時,粒徑會因pH值變大而增大(15nm增大到8289nm),而doping程度也會隨著pH值變化而有所不同(pH=8.9時最好);而摻合PANI乳液及水性PU方式以ISP (in situ polymerization)的方式比SM (simple mixing)的方式所得摻合物的物性較好。zh_TW
dc.description.tableofcontents目錄 中文摘要 I ABSTRACT III 目錄 V 表目錄 IX 圖目錄 X 第一章 序論 1 1-1 前言 1 1-2 研究目的 2 第二章文獻回顧 3 2-1 導電性高分子 3 2-1-1 導電性高分子種類 3 2-1-2 本質型導電高分子緣起及發展 4 2-1-3 導電理論 6 2-2 聚苯胺 10 2-3 摻雜原理 14 2-4 摻合(BLENDING) 15 2-5 導電性的評估 17 2-6 導電高分子的應用 18 2-7 水性聚胺基甲酸酯 21 2-7-1 水性聚胺基甲酸酯之簡介及其優點 21 2-7-2 水性聚胺基甲酸酯的特徵 22 2-7-3 聚氨酯的結構與組成 22 2-7-4 水性PU 的製備 24 2-7-5 水性PU 所面臨的問題 25 2.8 有關本研究之研究情況、重要參考文獻 26 第三章 實驗方法 32 3-1 實驗藥品 32 3-1-1 聚苯胺部分 32 3-1-2 聚胺酯部分 33 3-2 使用儀器 34 3-3 實驗流程 39 3-3-1 實驗配方 39 3-3-2 聚苯胺製備 40 3-3-3 水性PU製備 41 3-3-4 PANI/PU摻合物 42 第四章 結果與討論 44 4.1 FTIR分析 44 4-1-1 聚苯胺 44 4-1-2 不同pH值 46 4-1-3 PANI/PU摻合物 48 4.2 UV光譜分析 48 4-2-1 聚苯胺 48 4-2-2 加氨水變化 51 4-2-3 PANI/PU摻合物 53 4.3 粒徑分析 55 4-3-1 聚苯胺乳液 55 4-3-2 不同PH值 60 4-4 界面電位(ZETA POTENTIAL) 61 4-4-1 聚苯胺乳液 61 4-4-2 不同pH值 65 4-4-3 PANI/PU摻合物 65 4-5 熱重損失分析(TGA) 67 4-5-1 聚苯胺 67 4-5-2不同PH值 70 4-5-3 PANI/PU摻合物 70 4.6 熱差掃瞄分析(DSC) 71 4-6-1 聚苯胺 71 4-6-2 不同pH值 73 4-6-3 PANI/PU摻合物 74 4.7 黏度(VISCOSITY) 75 4.8 導電度(CONDUCTIVITY) 78 4-8-1 聚苯胺乳液之離子導電度 78 4-8-2 不同pH值 80 4-8-3 PANI/PU摻合物 82 4.9 場發射掃描式電子顯微鏡(FESEM) 83 4.10 生物型穿透式電子顯微鏡(BIO-TEM) 86 4.11 X-RAY 88 第五章 結論 90 參考文獻 92 表目錄 表2-1 導電性高分子的結構及導電度 6 表2-2 以SDS聚合聚苯胺之文獻比較 28 表3-1 實驗進料配方 39 表3-2 PU/PANI混合之各種含量重 43 表4-1 聚苯胺之特定吸收峰 45 表4-2 不同方式測得粒徑比較 87 圖目錄 圖2-1 金屬、半導體及絕緣體之能階圖 7 圖2-2 導體與絕緣體之導電度比較圖 8 圖2-3 聚苯胺氧化態質子交換和價電子共振 9 圖2-4 聚苯胺結構圖 10 圖2-5 聚苯胺氧化重複單位和還原重覆單位 10 圖2-6 聚苯胺五種結構體關係圖 11 圖2-7 聚苯胺合成之反應機構圖 12 圖2-8 PU 彈性體其軟段部分與硬質部分 24 圖2-9 SDS與PANI之微胞型態 28 圖4-1 PANI粉末在不同SDS比例之FTIR光譜圖 44 圖4-2 SDS粉末之FTIR圖 45 圖4-3 PANI粉末在不同APS比例之FTIR光譜圖 46 圖4-4 PANI粉末在不同PH值下IR之Q/B變化圖 47 圖4-5 PANI粉末在不同PH值下之FTIR光譜圖 47 圖4-6 A:水性PU B:PANI/PU IR光譜圖 48 圖4-7 PANI乳液在不同SDS比例下之UV圖 49 圖4-8 PANI乳液在不同APS比例下之UV圖 50 圖4-9 PANI乳液在不同固含量下之UV圖 50 圖4-10 PANI乳液在不同HCL濃度下之UV圖 51 圖4-11 PANI乳液在不同PH值下之UV圖 52 圖4-12 PANI的POLARON PEAK對PH值之變化圖 52 圖4-13 PANI乳液滴入不同氨水濃度之UV圖 53 圖4-14 PANI/PU不同混合比例之UV圖(ISP) 54 圖4-15 PANI/PU不同混合比例之UV圖(SM) 54 圖4-16 PANI乳液在不同SDS比例下之平均粒徑變化圖 55 圖4-17 PANI乳液在不同SDS濃度下之平均粒徑變化圖(空白) 56 圖4-18 PANI乳液在不同APS比例下之平均粒徑變化圖 56 圖4-19 PANI在不同0.1MHCL體積聚合所得乳液之平均粒徑變化圖 58 圖4-20 SDS溶於水之表面張力圖 58 圖4-21 SDS溶於HCL水溶液之表面張力圖 59 圖4-22 PANI乳液中SDS濃度與表面張力關係圖 59 圖4-23 PANI乳液在不同HCL濃度下之平均粒徑變化圖 60 圖4-24 PANI乳液在不同PH值下之平均粒徑變化圖 61 圖4-25 PANI乳液在不同SDS比例下之ZP圖 62 圖4-26 PANI乳液在不同APS比例下之ZP圖 62 圖4-27 PANI在不同0.1MHCL體積聚合所得乳液之ZP圖 63 圖4-28 6.0522G SDS溶於0.1MHCL水溶液之ZP圖 63 圖4-29 6.0522G SDS溶於H2O之ZP圖 64 圖4-30 PANI乳液在不同HCL濃度下之ZP圖 64 圖4-31 PANI乳液在不同PH值下之ZP圖 65 圖4-32 PU/PANI不同比例之ZP圖(ISP) 66 圖4-33 PU/PANI不同比例之ZP圖(SM) 66 圖4-34 PANI粉末在不同SDS比例下之TGA圖 67 圖4-35 SDS粉末之TGA圖 68 圖4-36不同型態PANI之TGA圖 68 圖4-37 PANI粉末在不同APS比例下之TGA圖 69 圖4-38 PANI在不同0.1MHCL體積聚合所得乳液之TGA圖 69 圖4.39 PANI在不同PH值下之TGA圖 70 圖4-40 不同 PANI/PU比例之TGA圖(ISP) 71 圖 4-41 不同PANI/PU比例之TGA圖(SM) 71 圖4-42 PANI粉末在不同SDS比例下之DSC圖 72 圖4-43 SDS粉末之DSC圖 72 圖4-44 PANI粉末在不同APS比例下之DSC圖 73 圖4-45 PANI粉末在不同PH值下之 DSC圖 73 圖4-46 水性PU之DSC圖 74 圖4-47 不同PU/PANI比例之DSC圖(ISP) 75 圖4-48 不同PU/PANI比例之DSC圖(SM) 75 圖4-49 PANI乳液不同SDS比例下之黏度圖 76 圖4-50 PANI乳液在不同APS比例下之黏度圖 76 圖4-51 PANI在不同0.1MHCL體積聚合所得乳液之黏度圖 77 圖4-52 PANI乳液在不同HCL濃度下之黏度圖 77 圖4-53 PANI在不同PH值下之黏度圖 78 圖 4-54 PANI乳液在不同SDS比例下之導電度圖 79 圖4-55 PANI乳液在不同APS比例下之導電度圖 79 圖 4-56 PANI在不同0.1MHCL體積聚合所得乳液之導電度圖 80 圖4-57 PANI乳液在不同HCL濃度下之導電度圖 80 圖4-58 PANI乳液在不同PH值下之離子導電度 81 圖4-59 PANI在不同PH值下之固體導電度 81 圖4-60 PANI在不同SDS比例下之固體導電度 82 圖4-61 PANI在不同APS比例下之固體導電度 82 圖4-62 PU/PANI不同比例之導電度圖 83 圖4-63 配方ASAP170.25之聚苯胺SEM圖 84 圖4-64 配方ASAP110.5之聚苯胺SEM圖 84 圖4-65 配方ASAP150.5之聚苯胺SEM圖 85 圖4-66 配方ASAP190.5之聚苯胺SEM圖 85 圖4-67 配方ASAP150.5之聚苯胺TEM圖 86 圖4-68配方ASAP190.5之聚苯胺TEM圖 86 圖4-69 配方ASAP170.25之聚苯胺TEM圖 87 圖4-70 PANI粉末在不同PH值下X-RAY之I20/I17變化圖 88 圖4-71 PANI粉末在不同PH值下之X RAY圖 89 圖4-72 SDS粉末之X RAY圖 89zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher化學工程學系zh_TW
dc.subjectpolyanilineen_US
dc.subject聚苯胺zh_TW
dc.subjectsodium dodecyl sulfate (SDS)en_US
dc.subjectconductivityen_US
dc.subjectzeta potentialen_US
dc.subjectaverage particle sizeen_US
dc.subjectdoping levelen_US
dc.subject十二烷基硫酸鈉鹽zh_TW
dc.subject導電度zh_TW
dc.subject界面電位zh_TW
dc.subject平均粒徑zh_TW
dc.subjectdoping程度zh_TW
dc.titleStudies On Synthesis and Properties of Nanoscale Polyaniline Emulsionen_US
dc.title奈米級聚苯胺乳液之合成與性質研究zh_TW
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.grantfulltextnone-
Appears in Collections:化學工程學系所
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