臺灣博碩士論文加值系統

本研究是使用MPEG40、MPEG24、PS-b-PEO以及PVPh製作單分子膜。在不同溫度下(10℃、25℃、40℃)測定其表面壓力(π)隨著每分子佔據面積(A)的變化(π-A等溫線)、鬆弛曲線及遲滯現象，來探討單分子膜的穩定性。接著將PVPh分別加入MPEG40、MPEG24及PS-b-PEO觀察在不同溫度下(10℃、25℃、40℃)混合單分子膜在氣液界面的行為，並利用熱力學方法求得其組成與單分子膜穩定性之間的關係，以及利用Vollhard動力學方程式進行模擬，來討論混合單分子膜在鬆弛過程之成核及成長機制。
由等溫線及過剩面積分析可以發現，混合單分子膜中分子與分子間確實具有作用力造成相變化的改變及正負偏差的產生，證明MPEG40與PVPh、MPEG24與PVPh及PS-b-PEO與PVPh的混合系統偏離理想狀態，系統中兩成分具有可混合性。鬆弛曲線實驗可觀察出混合單分子膜的穩定性。利用Vollhardt理論模擬方程式模擬kx、x值，大致上可描述MPEG40、MPEG24、PS-b-PEO與PVPh混合系統在10℃及25℃之成長及成核機制。

The study investigated mixed monolayers containing MPEG40、MPEG24、PS-b-PEO and PVPh.To probe into the basic characteristics of the monolayers by measuring surface pressure-area per molecule(π-A) isotherm 、relaxation curves and hysteresis at three different temperatures(10℃、25℃、40℃).The mixed monolayer stability was analyzed by thermodynamics via the calculation of excess surface area.
The analysis of surface pressure-area per molecule(π-A) isotherm and excess area showed that mixed monolayers exhibit intermolecular interaction.Negative and positive deviations of excess area indicate that MPEG40、MPEG24、PS-b-PEO and PVPh deviate from the ideal.The stability of these mixed monolayers was observed by relaxation curves. Using the Vollhardt crystallization equation , the mechanism of nuclear and growth of kx and x could be evaluated in some of the studied systems
especially at 10℃ and 25℃.

目錄 頁次
摘要…………………………………………………… I
英文摘要……………………………………………… II
目錄…………………………………………………… III
圖目錄………………………………………………… VI
表目錄………………………………………………… XII
第一章 緒論………………………………………… 1
第二章 文獻回顧
2-1 Langmuir單分子膜……………………………… 5
2-2 Langmuir單分子膜的行為……………………… 6
2-3 Langmuir單分子膜的相變化…………………… 9
2-4 Langmuir單分子膜的穩定性…………………… 11
2-5 熱力學理論分析………………………………… 13
2-6 鬆弛曲線模擬的探討…………………………… 14
第三章 實驗
3-1 實驗藥品………………………………………… 15
3-1-1藥品……………………………………… 15
3-1-2 MPEG的合成…………………………… 17
3-2 實驗裝置………………………………………… 18
3-3 實驗步驟
3-3-1 單分子膜等溫線的測量………………… 20
3-3-2 單分子膜鬆弛曲線的測量……………… 21
3-3-3 單分子膜遲滯現象的測量……………… 22
第四章 結果與討論
Part 1 MPEG40、MPEG24、PS-b-PEO、PVPh純成份系統
4-1 表面壓-每分子佔據面積(π-A)等溫線…………… 23
4-2 單分子膜的鬆弛行為……………………………… 31
Part 2 不同混合比例系統
4-3 表面壓-每分子佔據面積(π-A)等溫線…………… 34
4-3-1 MPEG40與PVPh混合系統…………………… 34
4-3-2 MPEG24與PVPh混合系統…………………… 37
4-3-3 PS-b-PEO與PVPh混合系統……………………… 39
4-4 混合單分子膜過剩面積(Aex)的探討……………… 42
4-5 混合單分子膜的鬆弛現象………………………… 49
4-5-1 10℃下，MPEG40、MPEG24及PS-b-PEO分別與PVPh
不同混合比例系統……………………………… 49
4-5-2 25℃下，MPEG40、MPEG24及PS-b-PEO分別與PVPh
不同混合比例系統……………………………… 52
4-5-3 40℃下，MPEG40、MPEG24及PS-b-PEO分別與PVPh
不同混合比例系統……………………………… 55
4-5-4 不同溫度下PS-b-PEO與PVPh不同混合比例系統58
4-6 鬆弛曲線的模擬…………………………………… 61
4-6-1 不同溫度下純成份系統之鬆弛曲線模擬 ……… 62
4-6-2 不同溫度下混合系統之鬆弛曲線模擬…………… 63
4-7 lnkx與1/T和濃度C的效應……………………… 65
4-8 lnx與1/T和濃度C的效應………………………… 68
4-9 單分子膜的遲滯現象…………………………………71
4-9-1 10℃下，各純成份系統之遲滯現象………………71
4-9-2 25℃下，各純成份系統之遲滯現象……………… 74
4-9-3 40℃下，各純成份系統之遲滯現象………………77
第五章 結論………………………………………………82
第六章 參考文獻…………………………………………84





圖目錄
圖1-1 兩性分子在氣液界面受擠壓產生之變化…………………… 2
圖2-1 LB膜的沉積………………………………………………… 5
圖2-2 氣液界面上單分子膜表面壓—每分子佔據面積等溫線及單分
子膜的相轉變………………………………………………… 8
圖3-1 KSV minitrough沉積裝置…………………………………… 19
圖4-1 MPEG40在三個溫度下之π-A等溫線……………………… 24
圖4-2 MPEG24在三個溫度下之π-A等溫線……………………… 24
圖4-3 PS-b-PEO在三個溫度下之π-A等溫線……………………… 25
圖4-4 PVPh在三個溫度下之π-A等溫線…………………………… 25
圖4-5 四成份在10℃下之π-A等溫線……………………………… 29
圖4-6 四成份在25℃下之π-A等溫線……………………………… 29
圖4-7 四成份在40℃下之π-A等溫線……………………………… 30
圖4-8 10℃固定膜壓8mN/m下，四成份單分子膜的面積鬆弛行為32
圖4-9 25℃固定膜壓8mN/m下，四成份單分子膜的面積鬆弛行為32
圖4-10 40℃固定膜壓8mN/m下，四成份單分子膜的面積鬆弛行為33
圖4-11 10℃下，MPEG40與PVPh不同混合比例之π-A等溫線…… 35
圖4-12 25℃下，MPEG40與PVPh不同混合比例之π-A等溫線…… 35
圖4-13 40℃下，MPEG40與PVPh不同混合比例之π-A等溫線…… 36
圖4-14 10℃下，MPEG24與PVPh不同混合比例之π-A等溫線…… 37
圖4-15 25℃下，MPEG24與PVPh不同混合比例之π-A等溫線…… 38
圖4-16 40℃下，MPEG24與PVPh不同混合比例之π-A等溫線…… 38
圖4-17 10℃下，PS-b-PEO與PVPh不同混合比例之π-A等溫線…… 40
圖4-18 25℃下，PS-b-PEO與PVPh不同混合比例之π-A等溫線…… 40
圖4-19 40℃下，PS-b-PEO與PVPh不同混合比例之π-A等溫線…… 41
圖4-20 10℃，在不同表面壓下，不同比例MPEG40與PVPh單分子膜
過剩面積與組成關係……………………………………… 44
圖4-21 10℃，在不同表面壓下，不同比例MPEG24與PVPh單分子膜
過剩面積與組成關係……………………………………… 44
圖4-22 10℃，在不同表面壓下，不同比例PS-b-PEO與PVPh單分子
膜過剩面積與組成關係…………………………………… 45
圖4-23 25℃，在不同表面壓下，不同比例MPEG40與PVPh單分子膜
過剩面積與組成關係……………………………………… 45
圖4-24 25℃，在不同表面壓下，不同比例MPEG24與PVPh單分子膜
過剩面積與組成關係……………………………………… 46圖4-25 25℃，在不同表面壓下，不同比例PS-b-PEO與PVPh單分子
膜過剩面積與組成關係…………………………………… 46
圖4-26 40℃，在不同表面壓下，不同比例MPEG40與PVPh單分子膜
過剩面積與組成關係……………………………………… 47

圖4-27 40℃，在不同表面壓下，不同比例MPEG24與PVPh單分子膜
過剩面積與組成關係……………………………………… 47
圖4-28 40℃，在不同表面壓下，不同比例PS-b-PEO與PVPh單分子
膜過剩面積與組成關係…………………………………… 48
圖4-29 10℃固定膜壓8 mN/m下，MPEG40與PVPh之混合單分子膜
的面積鬆弛行為…………………………………………… 50
圖4-30 10℃固定膜壓8 mN/m下，MPEG24與PVPh之混合單分子膜
的面積鬆弛行為…………………………………………… 51
圖4-31 10℃固定膜壓8 mN/m下，PS-b-PEO與PVPh之混合單分子膜
的面積鬆弛行為…………………………………………… 51
圖4-32 25℃固定膜壓8 mN/m下，MPEG40與PVPh之混合單分子膜
的面積鬆弛行為…………………………………………… 53
圖4-33 25℃固定膜壓8 mN/m下，MPEG24與PVPh之混合單分子膜
的面積鬆弛行為…………………………………………… 53
圖4-34 25℃固定膜壓8 mN/m下，PS-b-PEO與PVPh之混合單分子膜
的面積鬆弛行為…………………………………………… 54
圖4-35 40℃固定膜壓8 mN/m下，MPEG40與PVPh之混合單分子膜
的面積鬆弛行為…………………………………………… 56
圖4-36 40℃固定膜壓8 mN/m下，MPEG24與PVPh之混合單分子膜
的面積鬆弛行為…………………………………………… 56
圖4-37 25℃固定膜壓8 mN/m下，PS-b-PEO與PVPh之混合單分子膜
的面積鬆弛行為…………………………………………… 57
圖4-38(a) 10℃固定膜壓8 mN/m下，PS-b-PEO與PVPh之混合單分子
膜的面積鬆弛行為……………………………………… 58
圖4-38(b) 25℃固定膜壓8 mN/m下，PS-b-PEO與PVPh之混合單分子
膜的面積鬆弛行為……………………………………… 59
圖4-38(c) 30℃固定膜壓8 mN/m下，PS-b-PEO與PVPh之混合單
分子膜的面積鬆弛行為…………………………………59
圖4-38(d) 35℃固定膜壓8 mN/m下，PS-b-PEO與PVPh之混合單分子
膜的面積鬆弛行為……………………………………… 60
圖4-38(e) 40℃固定膜壓8 mN/m下，PS-b-PEO與PVPh之混合單分子
膜的面積鬆弛行為……………………………………… 60
圖4-39 固定表面壓8mN/m下，MPEG40與PVPh混合單分子膜面積鬆
弛行為模擬參數kx與溫度變化的關係………………………66
圖4-40 固定表面壓8mN/m下，MPEG24與PVPh混合單分子膜面積鬆
弛行為模擬參數kx與溫度變化的關係…………………… 66
圖4-41 在10℃，固定表面壓8mN/m下，三成分與PVPh混合單分子
膜面積鬆弛行為模擬參數kx與混合比例的關係………….67
圖4-42 在25℃，固定表面壓8mN/m下，三成分與PVPh混合單分子
膜面積鬆弛行為模擬參數kx與混合比例的關係………….67
圖4-43 固定表面壓8mN/m下，MPEG40與PVPh混合單分子膜面積鬆
弛行為模擬參數x與溫度變化的關係……………………… 68
圖4-44 固定表面壓8mN/m下，MPEG24與PVPh混合單分子膜面積鬆
弛行為模擬參數x與溫度變化的關係……………………… 69圖4-45 在10℃，固定表面壓8mN/m下，三成分與PVPh混合單分子
膜面積鬆弛行為模擬參數x與混合比例的關係…………… 69
圖4-46 在25℃，固定表面壓8mN/m下，三成分與PVPh混合單分子
膜面積鬆弛行為模擬參數x與混合比例的關係…………… 70
圖4-47 10℃時，MPEG40之遲滯曲線………………………………72
圖4-48 10℃時，MPEG24之遲滯曲線………………………………72
圖4-49 10℃時，PS-b-PEO之遲滯曲線………………………………73
圖4-50 10℃時，PVPh之遲滯曲線………………………………… 73
圖4-51 25℃時，MPEG40之遲滯曲線………………………………74
圖4-52 25℃時，MPEG24之遲滯曲線………………………………75
圖4-53 25℃時，PS-b-PEO之遲滯曲線………………………………75
圖4-54 25℃時，PVPh之遲滯曲線………………………………… 76圖4-55 40℃時，MPEG40之遲滯曲線………………………………77
圖4-56 40℃時，MPEG24之遲滯曲線………………………………78
圖4-57 40℃時，PS-b-PEO之遲滯曲線………………………………78
圖4-58 40℃時，PVPh之遲滯曲線………………………………… 79
圖4-59 (a)MPEG(b)PS-b-PEO與PVPh之鍵結現象……………… 80
圖4-60 高分子在氣液界面的現象(a)PS-b-PEO(b)PVPh(c)MPEG… 81

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