臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要是將經NH4Cl改質過的有機改質蒙脫土(OMMT)利用塑譜儀依不同比例(0.5 wt %、3.0wt%、5.0wt%、8.0wt%)混摻在聚乳酸( Poly Lactic acid; PLA)高分子基材內，透過X-ray及繞射的分析證實 PLA已成功地插層進入蒙脫土中。並以TEM得知其3.0wt%OMMT於PLA中分散效果最佳亦較為均勻。將其熱壓成膜後，利用熱重分析儀(TGA)測試其耐熱性；並利用同向雙螺桿擠出造粒機組混摻OMMT及PLA，然後射出成型，依據ASTM-D638規範製成標準試片進行拉伸試驗，以瞭解材料之強度。

結果發現PLA材料經適量的混摻OMMT後有助於提高的耐熱性，其中以PLA/30wt % OMMT奈米複合材料之耐熱性最好，起始裂解溫度(Tmax)由336.84 °C提升至339.08°C，Twt5%為最高為 (325.14→326.48°C)。未水解前之破斷伸長率最大(10.19%)；抗拉強度為58.00 MPa，經一週降解後仍維持為28.18MPa，混摻OMMT達某一定量之後(≧3.0wt%)其機械性質包括，破壞伸長率、抗拉強度、拉力強度等均在二週後幾乎已降至最低值了，表示適量的OMMT可大大提升其水降解速率。同時在37 °C下震盪水降解一段時間，利用微差掃描式熱分析儀(DSC)測試其水降解前後之性質變化。由DSC的結果發現， OMMT的混摻有助於PLA材料的水降解，均使Tg、Tc、Tm1下降。

In this study, montmorillonite clay was modified with NH4Cl and then exfoliated or intercalated the structures in a polylactic acid (PLA) martix by torque rheometer in the ratio of 0.5 wt %、3.0 wt %、5.0 wt %、8.0 wt %. X-ray diffraction (XRD) revealed that modified MMT was distributed successfully in the PLA matrix. And by TEM that the 3.0wt% OMMT dispersed in the PLA is also more uniform best. After thermal pressing, we used TGA to examine the thermal resistance of the resulting composites, co-rotating twin screw extruder palletizing system to blend OMMT and PLA, then injected following specification of ASTM-D638 to form standard specimen to measure the material strength by MTS.

We found that the mixture of organophilic clay and PLA enhanced the thermal stability. The best one is PLA/3wt% OMMT nanocomposite, the TGA maximum decomposition temperature (Tmax) rise from 336.84 °C to 339.08 °C and 5 wt% loss temperature rise from 325.14 °C to 326.48°C. No degradation of water Breaking elongation ratio before the maximum elongation (10.19%); tensile strength of 58.00 MPa, maintained by the week for the 28.18MPa degradation. A blending of quantitative OMMT after (≧3.0wt%), including its mechanical properties, breaking elongation ratio, tensile strength, breaking strength Dengjun in almost two weeks after the value of the minimum, that the right amount of OMMT can greatly enhance its degradation rate of water. After progressing the vibrating hydrolysis reaction of PLA/OMMT nanocomposites, we used DSC to study the difference between before and after hydrolysis of the resulting composites. The results of DSC revealed that OMMT blending help hydrolytic degradation of PLA, and make Tg, Tc , and Tm1 decreased.

摘 要 I
Absrtact II
謝 誌 III
目 錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 X
第一章 緒 論 1
1.1 前言 1
1.2 生物降解高分子的種類 3
1.3 生物降解高分子的方法及國際標準 4
1.4 研究動機與目的 8
第二章 文獻回顧 9
2.1 聚乳酸(PLA)生物可降解高分子材料 9
2.2 層狀矽酸鹽奈米材料 11
2.3 聚乳酸/有機改質層狀矽酸鹽複合材料 16
第三章 實驗部分 19
3.1 實驗材料 19
3.2 實驗步驟 24
3.2.1 聚乳酸(PLA)/有機改質蒙脫土(OMMT)混摻配方 28
3.2.2 熱壓成膜試片之製備 28
3.2.3 射出成型試片之製備 32
3.3 儀器分析試驗 41
3.3.1 廣角χ光繞射分析試驗 41
3.3.2 穿透式電子顯微鏡分析試驗 46
3.3.3 熱重分析試驗 49
3.3.4 示差掃描熱量分析試驗 56
3.3.5 磷酸鹽緩衝溶液-降解試驗 59
3.3.6 動態材料分析試驗 62
第四章 結果與討論 64
4.1 廣角繞射χ光分析 64
4.2 穿透式電子顯微鏡分析 67
4.3 熱重分析 70
4.4 示差掃描熱量分析 73
4.4.1 水降解試驗--OMMT比例相同水降解週數不同 74
4.4.1.1 未混摻OMMT之水降解 74
4.4.1.2 混摻0.5wt%OMMT之水降解 76
4.4.1.3 混摻3.0wt%OMMT之水降解 79
4.4.1.4 混摻5.0wt%OMMT之水降解 81
4.4.1.5 混摻8.0wt%OMMT之水降解 84
4.4.2 水降解試驗--水降解週數相同OMMT比例不同 87
4.4.2.1 未經水降解 87
4.4.2.2 經三週水降解 90
4.4.2.3 經六週水降解 93
4.4.2.4 經九週水降解 95
4.5 動態材料分析 98
4.5.1 未經水降解 98
4.5.2 經水降解一至三週後 102
第五章 結 論 114
參考文獻 117

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