臺灣博碩士論文加值系統

高分子奈米材料，在近年來引起了廣泛的研究興趣，因為其特殊的物理與化學特性，並可運用在感測器、藥物釋放、與太陽能電池等應用領域。本論文主要是利用高分子材料-聚苯乙烯 (Polystyrene, PS) ，以溶劑退火法的方式導入陽極氧化鋁模板的奈米孔洞中，並以不同分子量的PS，依照不同的退火時間，來驗證較小分子量的高分子是否會比較大分子量的高分子更快進入陽極氧化鋁模板的奈米級孔洞中。本論文的實驗主要是將PS導入陽極氧化鋁模板孔洞中後，再以選擇性的方式將模板移除，接著以掃描式電子顯微鏡 (Scanning Electron Microscope, SEM) 來觀察、量測在模板孔洞中形成的PS奈米棒大小。另外一個鑑定的方式，就是將PS導入陽極氧化鋁模板孔洞中後，並不移除陽極氧化鋁模板，而是將孔洞外的PS薄膜移除後，用可以溶解PS但不可溶解陽極氧化鋁模板的有機溶劑-四氫呋喃 (Tetrahydrofuran, THF)，來將已導入陽極氧化鋁模板孔洞中的PS溶解出，並以凝膠滲透層析法 (Gel Permeation Chromatography, GPC)，來量測不同大小分子量PS高分子進入陽極氧化鋁模板奈米孔洞中的分佈趨勢。

In recent years, polymer nanomaterials have attracted wide research interest because of their special physical and chemical properties. Polymer nanomaterials can also be applied in areas such as sensors, drug delivery, and organic solar cells. This thesis mainly uses polystyrene (PS) as a model material. PS chains with different molecular weights are introduced into the nanopores of anodic aluminum oxide (AAO) templates via the solvent vapor annealing method. We would like to know whether PS with lower molecular weights can be infiltrated into the nanopores faster than PS with higher molecular weights. In the experimental part, the PS chains are first introduced into the nanopores by solvent vapor annealing. After the annealing process, the templates are selectively removed. The resultant polymer nanostructures are characterized and measured by scanning electron microscope (SEM), by which the lengths of the PS nanorods can be determined. Another way to examine the PS nanostructures is to keep the porous anodic aluminum oxide templates. After removing the PS film outside the nanopores, tetrahydrofuran (THF), which can dissolve PS but not aluminum oxide templates, are used to dissolve the PS chains in the nanopores. After that, the polymer nanostructures with different molecular weights are measured by gel permeation chromatography, GPC), for which the molecular weight distribution of the polymers with different molecular weighs can be measured.

目錄
摘要 i
ABSTRACT ii
謝誌 iv
目錄 vi
圖目錄 ix
表目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 模板法 1
1.3陽極氧化鋁 2
1.3.1製備方法 3
1.4高分子導入陽極氧化鋁模板之方法 6
1.4.1溶液潤濕法 6
1.4.2熔融潤濕法 7
1.4.3溶劑蒸氣退火法 8
1.5界面現象 9
1.5.1液體的表面張力 9
1.5.2固體與液體的界面-潤濕現象 12
1.5.3毛細作用力 12
1.6 研究動機與目的 14
第二章 實驗藥品與鑑定之儀器 15
2.1 實驗藥品及器材 18
2.1.1 溶劑 18
2.1.2 高分子材料 19
2.1.3 無機鹽類 20
2.2 實驗儀器及其原理 20
2.2.1 掃描式電子顯微鏡 20
2.2.2 凝膠滲透層析儀 21
2.2.2.1凝膠滲透層析原理 22
2.2.2.2凝膠滲透層析組件及分子量測定 23
第三章 實驗架構 26
3.1 研究概要 26
3.2實驗步驟設計 26
第四章利用掃描式電子顯微鏡 (Scanning Electron Microscopy, SEM) 量測不同分子量的聚苯乙烯 (Polystyrene, PS)，於陽極氧化鋁(AAO)孔洞之奈米形貌大小 27
4.1 PS以溶劑蒸氣退火法導入AAO模板的實驗步驟 27
4.2單一分子量，不同的退火時間 28
4.3不同分子量，相同的退火時間 32
4.4實驗結果 35
(一) 單一分子量，不同的退火時間 35
(二) 不同分子量，相同的退火時間 35
第五章利用凝膠滲透層析法 (Gel Permeation Chromatography, GPC) 量測不同分子量的聚苯乙烯 (Polystyrene, PS)，於陽極氧化鋁 (AAO) 奈米孔洞的生成、分佈趨勢 37
5.1混合分子量的分子量成長、分佈呈現之凝膠滲透層析法 (Gel Permeation Chromatography, GPC) 量測 37
5.1.1 藉由SEM量測確認手法 37
5.1.2不同退火時間下的GPC分析 38
5.1.2.1 定性已知分子量於凝膠滲透層析法 (Gel Permeation Chromatography, GPC)分離上的分佈 38
5.1.3混合分子量，隨退火時間增加之變化實驗 40
5.2 GPC分析實驗結果 40
(一) 分子量於GPC的分佈 40
(二) 混合分子量，隨退火時間增加之變化結果 43
第六章 結果與討論 46
6.1試片製作上可能影響的結果 46
6.2不同分子量，同步於不同的退火時間之比較 48
6.3 AAO模板從PS薄膜移除的測試手法討論 49
第七章 總結及未來方向 51
7.1 總結 51
7.2 未來方向 51
第八章 參考文獻 52

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