臺灣博碩士論文加值系統

微生物可降解脂肪族聚酯類，商品名稱為BIONOLLE。BIONOLLE 是一種白色結晶的熱塑型塑膠，其中包括poly(butylene succinate), PBS、poly(ethylene succinate), PES 以及PBS 的共聚酯。BIONOLLE 的機械性質與低密度聚乙烯相近。本研究運用等溫結晶分析使用的Avrami 方程式以及Ozawa 方程式，分析實驗所得的數據，因為PBS 的熔點較高，機械性能較差，加上PTS 幾乎不結晶的特性，因此將PBS 及PTS 以不同比例混掺的方式，對PBS 進行分析研究，結果發現，加入5wt% PTS的共聚酯能夠明顯的降低結晶性能，進而使聚合物的拉伸強度提高，同時脆性斷裂的情況也得到改善。在熱穩定性方面，發現PBS/PTS(90/10)與PBS/PTS(95/05)熱穩定性質相似，且PTS 的百分比提高，在相同升溫速率下，其開始熱分解的溫度較低，代表PTS 的含量增加有助於熱分解。

Biodegradable aliphatic polyesters were synthesized by Showa Highpolymer company, trademarked “BIONOLLE”. BIONOLLE is a white crystalline thermoplastic such as poly(butylene succinate), poly(ethylene succinate) and polybutylene succinate adipate copolymer. The mechanical properties of BIONOLLE were similar to that of polyethylene. Avrami and Ozawa equations were used to analyze the experiment data in this study. Because the melting point of PBS is high and the mechanical properties are worse. In addition, the PTS is uncrystallized. Therefore, PBS and PTS were mixed to improve their properties. PBS containing 5wt% PTS can be able to reduce the crystallization performance, and make the polymer strength to enhance. Furthermore, the brittle fracture situation of PBS is also improved simultaneously. The thermostability of PBS/PTS (90/10) is similar to that of PBS/PTS (95/05). With PTS percentage increasing under the same condition, the thermal degradation temperature was decrease. Increasing the PTS percentage is helpful to the thermal degradation of PBS.

致謝……………………………………………………………………Ⅲ
圖目錄…………………………………………………………………Ⅳ
表目錄…………………………………………………………………Ⅵ
中文摘要……………………………………………………………… 1
英文摘要……………………………………………………………… 2
一、前言……………………………………………………………… 3
二、模型理論………………………………………………………… 5
2-1 Avrami 方程式……………………………………………………6
2-2 Ozawa 方程式…………………………………………………… 7
三、實驗……………………………………………………………… 10
3-1 實驗儀器設備…………………………………………………… 10
3-2 實驗材料………………………………………………………… 10
3-2-1 PBS 酯化反應………………………………………………… 11
3-2-2 PTS 酯化反應………………………………………………… 12
3-3 混掺樣品的製備………………………………………………… 13
3-3-1 PBS 及PTS 的純化……………………………………………13
3-3-2 混掺樣品的配置……………………………………………… 13
3-3-3 將混掺樣品壓製成膜………………………………………… 13
3-4 微差掃瞄熱卡儀之測定………………………………………… 14
3-5.熱重量分析之測定……………………………………………… 16
四、結果與討論……………………………………………………… 17
4-1 非等溫結晶動力學研究……………………………………………17
4-1-1 PBS/PTS(95/05)的DSC 曲線分析…………………………… 17
4-1-2 PBS/PTS(90/10)的DSC 曲線分析……………………………20
4-1-3 PBS(100)的DSC 曲線分析……………………………………23
4-2 混掺物的熱穩定性探討………………………………………… 27
4-2-1 PBS/PTS(95/05)的熱穩定性………………………………… 28
4-2-2 PBS/PTS(90/10)的熱穩定性………………………………… 29
4-3 PBS 與共混物的相對結晶度與溫度關係……………………… 31
4-4 PBS 與共混物的相對結晶度與時間關係……………………… 35
五、結論……………………………………………………………… 38
六、參考文獻………………………………………………………… 39
圖目錄
Figure 1. PBS的分子式………………………………………………11
Figure 2. PTS的分子式………………………………………………11
Figure 3. 壓製樣品之裝置圖…………………………………………14
Figure 4. PBS/PTS(95/05)分別以1℃/min、2℃/min、3℃/min、5℃/min、6℃/min及10℃/min降溫速率的DSC分析曲線………………………18
Figure 5. PBS/PTS(90/10)分別以1℃/min、2℃/min、3℃/min、5℃/min、6℃/min及10℃/min降溫速率的DSC分析曲線………………………22
Figure 6. PBS(100)分別以1℃/min、2℃/min、3℃/min、5℃/min、6℃/min及10℃/min降溫速率的DSC分析曲線…………………………………25
Figure 7. PBS/PTS(95/05)在氮氣50cc/min環境下，以1℃/min、3℃/min、5℃/min及10℃/min由室溫加熱至800℃之重量百分率關係圖……………………………………………………………………… 28
Figure 8. PBS/PTS(90/10)在氮氣50cc/min環境下，以1℃/min、3℃/min、 5℃/min及10℃/min由室溫加熱至800℃之重量百分率關係圖……………………………………………………………………… 29
Figure 9. PBS/PTS(95/05)在氮氣環境下，以10℃/min由室溫加熱至800℃之重量百分率關係圖與重量微分曲線………………………………………30
Figure 10. PBS(100)在1℃/min、2℃/min、 3℃/min、5℃/min、6℃/min及10℃/min 6種不同降溫速率下，溫度與相對結晶度關係圖………………………………………………………………………32
Figure 11. PBS/PTS(95/05)在1℃/min、2℃/min、 3℃/min、5℃/min、6℃/min及10℃/min 6種不同降溫速率下，溫度與相對結晶度關係圖……………………………………………………………………… 33
Figure 12. PBS/PTS(90/10)在1℃/min、2℃/min、 3℃/min、5℃/min、6℃/min及10℃/min 6種不同降溫速率下，溫度與相對結晶度關係圖……………………………………………………………………… 34
Figure 13. PBS(100)在1℃/min、2℃/min、 3℃/min、5℃/min、6℃/min及10℃/min 6種不同降溫速率下，結晶時間與相對結晶度關係圖……………………………………………………………………… 35
Figure 14. PBS/PTS(95/05)在1℃/min、2℃/min、 3℃/min、5℃/min、6℃/min及10℃/min 6種不同降溫速率下，結晶時間與相對結晶度關係圖……………………………………………………………………… 36
Figure 15. PBS/PTS(90/10)在1℃/min、2℃/min、 3℃/min、5℃/min、6℃/min及10℃/min 6種不同降溫速率下，結晶時間與相對結晶度關係圖……………………………………………………………………… 37
表目錄
Table 1.BIONOLLE產品、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯及聚丙烯的基本性質…………………………………………………………………………5
Table 2. PBS/PTS(95/05)非等溫DSC結晶曲線所得參數………… 20
Table 3. PBS/PTS(90/10)非等溫DSC結晶曲線所得參數………… 23
Table 4. PBS(100)非等溫DSC結晶曲線所得參數………………… 26
Table 5. TGA熔融所得參數……………………………………………31

1. J. John, R. Many, M. Bhattacharya, J. Polym. Sci.part A: Polym. Chem. 2002, 40, 2003–2014.
2. R. Many, M. Bhattacharya, C. Leriche, L. Nie, S. Bassi, J. Polym.Sci. Part A: Polym. Chem. 2002, 40, 3232–3239.
3. T. Fujimaki, Polym. Degrad. Stab. 1998, 59, 209-214.
4. H. Shinoda, K. Matyjaszewski, Macromol. 2001, 34, 6243-6248.
5. S. N. Jaisankar, Y. Lakshminarayana, G. Radhakrishnant, Polym. Int. 1997, 43, 368-372.
6. T. K. Kang, Y. Kim, W. J. Cho, C. S. Ha, Polym. Engng. Sci. 1996, 36, 2525-2533.
7. 劉德華, 劉宏娟, 程可可, “微生物發酵法生產1,3-丙二醇研
究進展”, 合成纖維, 2005, 9, 11-15.
8. T. Walter, J. Augusta, R. J. Müller, H. Widdecke, J. Klein, Enzy. Microb. Technol. 1995, 17, 218-224.
9. C. Sumner, S. Krause, A. Sabot, K. Turner, C. J. McNeil, Biosens. Bioelectron. 2001, 16, 709-714.
10. 徐永祥, 徐軍, 孫元碧, 劉德華, 郭寶華, 謝續明, “聚(丁二
酸丁二酯-co-丁二酸丙二酯)的等温结晶行為研究”, 高分子學
報, 2006, 8, 1000-1006.
11. G. X. Chen, J. S. Yoon, J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2005, 43, 817–826.
12. P. Supaphol, N. Dangseeyun, P. Srimoaon, Polym. Test. 2004, 23, 175-185.
13. X. Liu, C. Li, Y. Xiao, D. Zhang, W. Zeng, J. Appl. Polym. Sci. 2006, 102, 2493-2499.
14. G. Z. Papageorgiou, D. S. Achilias, D. N. Bikiaris, Macromol. Chem. Phys. 2007, 208, 1250-1264.
15. X. Liu, C. Li, D. Zhang, Y. Xiao, Macromol. Chem. Phys. 2006, 207, 694–700.
16. T. Fujimaki, Polym. Degrad. Stab. 1998, 59, 209-214.
17. 彭竣翔碩士論文,“聚丁二酸二丁酯,聚丁二酸二丙酯共聚酯與混摻物之檢測分析、結晶、熔融與結晶型態”, 中山大學材料科學研究所,高雄,台灣,2007.
18. 張維哲碩士論文,“聚丁二酸二乙酯,聚丁二酸二丙酯及其共聚酯之檢測分析、結晶、熔融與結晶型態”, 中山大學材料科學研究所,高雄,台灣,2006.
19. 李桂娟, 徐曉多, 徐雪麗, 于寶洁, 李禱, 周恩采,“PET/PEN/DBS共混物非等溫結晶動力學研究”, 高等學校化學學報, 2006, 27, 1173-1177.
20. 楊華明, 曹建紅, 胡岳華, 敖偉琴, 邱冠周, “PP/Talc複合材
料的非等溫結晶動力學”, 高分子材料科學與工程, 2004, 20,
173-176.
21. 張貞浴,秦川江,張艷紅,張冬,吳曉甫,“生物可降解聚丁二酸
丁二醇酯的合成及擴鏈改性”, 黑龍江大學自然科學學報.
2005, 22, 642-645.