(34.239.150.57) 您好!臺灣時間:2021/04/14 22:01
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:朱建嘉
研究生(外文):Chien-Chia Chu
論文名稱:聚醚胺類衍生高分子插層蒙脫土達到一步脫層之機制
論文名稱(外文):The Mechanism of Poly(oxyalkylene)amine-Derived Polymers Intercalatind Montmorillonite to Exfoliation
指導教授:林江珍
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:蒙脫土聚醚胺衍生高分子
外文關鍵詞:claypoly(oxyalkylene)amine
相關次數:
  • 被引用被引用:3
  • 點閱點閱:339
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:59
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文是利用含有PO與EO鏈段的兩種diamine以聚合形成兩種高分子Amine-Terminated Mannich Oigomers (AMO)與Amine-Terminated BPA-Epoxy oligomersN(AEO),並進一步利用這兩種高分子來插層蒙脫土,比較脫層與插層的機制,並利用XRD來測定蒙脫土的層間距。以下將分為兩部分論述:
(1) 以Jeffamine® Amines D2000 與 ED2001分別與p-cresol, formaldehyde 合成兩個性質不同的寬廣分子量高分子 (AMO),將這兩個高分子經酸化後成為四級胺鹽,與蒙脫土之層間陽離子進行陽離子交換反應。由於D2000 AMO是比較親油性,所以可以將層間距撐開到61Å,再經由控制不同比例的酸化量,藉由Zag-Zig的力量,使得蒙脫土可以達到一步脫層。而ED2001 AMO是比較親水性,所以不管如何控制酸化量,ED2001 AMO會跟親水的蒙脫土層間產生鍵結,而躺在蒙脫土層間,造成層間距仍然是18 Å左右。
(2) 另外以Jeffamine® Amines D2000 與 ED2001分別與Epoxy (BE-188)進行聚合反應而得到兩個性質不同的寬廣分子量的高分子 (AEO),將這兩個高分子經酸化後成為四級胺鹽,與蒙脫土之層間陽離子進行陽離子交換反應。由於D2000 AEO是親油性,所以可以將黏土的層間撐開,最大可以到56Å而ED2001 AEO是比較親水性,所以不管如何控制酸化量,ED2001 AEO會跟親水的蒙脫土層間產生鍵結,而躺在蒙脫土層間,造成層間距仍然是18 Å左右。
In this paper, using two kinds of diamines (PO and EO) to polymerize two kinds of polymers. One is Amine-Terminated Mannich Oligomers (AMO), the other is Amine-Terminated BPA Epoxy Oligomers(AEO), and go a step further to use these two polymers to intercalate montmorillonite (MMT). Comparing the mechanism with intercalation and exfoliation, and using XRD to measure MMT’s basal-spacing.
In part one, two kinds of wide molecular weight copolymers were prepared from the reaction of poly(oxyalkylene)diamine, p-cresol and formaldehyde. By the acidification of the end group amine of the copolymers, the quarternary amine salt can exchange with the Na+ in the layer silicate galleries. D2000 AMO is hydrophobic can enlarge basal-spacing to 50Å. Furthermore, by controlling the HCl amount addition, the one-step exfoliation will observe by zig-zag conformation. In the other hand, ED2001 AMO is hydrophilic. By treating with different equivalents of hydrochloric acid, and the basal-spacing is still 18Å.
In part two, two kinds of wide molecular weight copolymers were prepared from the reaction of poly(oxyalkylene)diamine and epoxy. By the acidification of the end group amine of the copolymers, the quarternary amine salt can exchange with the Na+ in the layer silicate galleries. D2000 AEO is hydrophobic can enlarge basal-spacing to 56Å. In the other hand, ED2001 AEO is hydrophilic. By treating with different equivalents of hydrochloric acid, and the basal-spacing is still 18Å.
壹、中文摘要………………………………….…………………………I
貳、英文摘要……………………………………………………………III
參、總目錄 …………………………………………………………….IV
肆、主文總目錄………………………………….……………….………V
伍、表目錄…………………………………………...………………….IX
陸、圖目錄……………………………………………...………..……….X
主 文 目 錄
一、 前言…………………………………………………………………1
1.1 黏土奈米複合材料之研究現況…………………………………2
二、 理論…………………………………………………………………7
2.1黏土的結構與性質………………………………………………7
2.2黏土之有機化改質…………………………………...…………..9
2.3黏土於高分子中之分散型態…………………………….....…..10
2.4界面活性劑……..………………...…....………………………..11
2.5 X-ray繞射原理.............................................................................13
三、 文獻回顧…………………………………………………………..15
3.1 奈米高分子的製備方法………………………………………..15
3.2 黏土/高分子複合材料回顧…………………………………….16
3.2.1環氧樹脂/黏土複合材料…………………...……………….17
3.2.2 聚丙烯/黏土複合材料………………………………...……19
3.2.3 聚苯乙烯/黏土複合材料…………………………..……….21
3.2.4 聚亞醯胺/黏土複合材料………………………..………….22
3.2.5 PU/黏土複合材料…………………………………..……….24
3.2.6聚甲基丙烯酸甲酯/黏土複合材料…………………………25
四、 研究目的……………………………………………………..……26
五、 實驗方法………………………………………………….……….28
5.1 實驗材料與藥品………………………………………….…….28
5.1.1 黏土…………………………………………………………28
5.1.2 藥品…………………………..…………………….…….…28
5.2 實驗設備與儀器………………………………………………..31
5.3 實驗步驟………………………………………………………..33
5.3.1第一部分:Amine-terminated Mannich Oligomer插層劑之 合成與插層……………………….......................................33
5.3.1-1 Amine-terminated Mannich Oligomer (AMO)插層劑之合成….………………………………………………...33
5.3.1-2 Amine-terminated Mannich Oligomer(AMO)插層劑之插層反應…………………………………………......33
5.3.1-3 實驗流程圖……………………………………..........34
5.3.2第二部分: Amine-terminated BPA Epoxy Oligomer插層劑 之合成與插層…………………………..…….....................35
5.3.2-1 Amine-terminated BPA Epoxy Olig0mer插層劑之合成….…………………………….……………….….35
5.3.2-2 Amine-terminated BPA Epoxy Oligmer插層劑之插層反應……………………….................................….…35
5.3.2-3 實驗流程圖………………………...................…….36
5.3.3測試方法及條件…………………………………..…….…..37
六、 結果與討論……………………………………………….……....39
6.1第一部份 Amine-terminated Mannich Oligomer (AMO)插層Na+- 蒙脫土……………………………………………………………39
6.1.1 Amine-terminated Mannich Oligomer (AMO)之合成…………….…………………………………………….39
6.1.2 Amine-terminated Mannich Oligomer (AMO)之插層……………………...…………………………………...40
6.1.3 有機黏土於溶劑中之分散性………………………………42
6.1.4 XRD與有機含量分析…………………………………….42
6.1.5 界面現象……………………………………………………43
6.2第二部份 Amine-terminated BPA Epoxy Oligomer (AEO)插層 Na+-蒙脫土………………..........................................................45
6.2.1 Amine-terminated BPA Epoxy Oligomer (AEO)之合成……………………………..............................................45
6.2.2 Amine-terminated BPA Epoxy Oligomer (AEO)之插層……………………..…………………………………......46
6.2.3 XRD與有機含量分析……………………………………...47
七、 結論………………………………………………………….…….49
八、 參考文獻…………………………………………………….…….50
表 目 錄
表(一)Mannich amine (AMO)胺滴定質…………………........……....54
表(二)Na+-MMT分散於水中之粒徑分析…………………........…....55
表(三) AMO插層劑的親油親水性…..........................................….....56
表(四) Intercalating MMT by using AMO/HCl at different ratio….......57
表(五) Na+-MMT與有機黏土之Na+含量……………..……......….....58
表(六) Intercalating MMT by using AEO/HCl at different ratio……....59
圖 目 錄
圖1.1.1 高分子單體於黏土層間聚合反應示意圖…………………..60
圖1.1.2 高分子與改質後之有機黏土融熔混攙示意圖……………..61
圖2.2.1 (a)八面體單元(b)八面體層狀結構(c)四面體單元(d)四面體層狀結構……………..................................…........................................62
圖2.2.2 蒙脫土(Montmorillonite)的結構…………………….............63
圖2.3.1 高分子基材在蒙脫土層間的不同分散型態……………..…64
圖2.4.1 界面微胞的構造………….………………………….………65
圖6.1.1 Amine-terminated Mannich Oligomers(AMO)……………...66
圖6.1.2 AMO GPC curve (a) D2000 Mannich reaction(b)ED2001 Mannich reaction………………………………………………………..67
圖6.1.3 X-ray diffraction patterns for AMO/clay and D2000/ clay…..68
圖6.1.4 The zig-zag mechanism of hydrophobic-AMO/intercalation..69
圖6.1.5 X-ray diffraction patterns of ED2001 AMO/clay…….......….70
圖6.1.6 Different intercalating modes of hydrophilic vs. hydrophobic AMO ionic exchange with Na+-MMT…………………..........................71
圖6.1.7 Na+-MMT OM pictures (a)H2O(b)MeOH…….………..........72
圖6.1.8 TGA of AMO and MMT-AMO at N2.......................................73
圖6.1.9. 界面張力圖(a)D2000 AMO (b)D2000 AMO/MMT 1/1 (c) D2000 AMO/MMT 2/1……………………...……………………….....74
圖6.2.1 Amine-terminated BPA Epoxy Oligomers(AEO)……………75
圖6.2.2 AEO GPC curve (a) D2000 AEO(b)ED2001 AEO………….76
圖6.2.3 X-ray diffraction patterns of D2000 AEO/clay and D2000/clay……………………………………………………………...77
圖6.2.4. X-ray diffraction patterns of ED2001 AEO/clay and
ED2001/clay………………………………………….………………....78
1. A. Okada; A. Usuki. Mater. Sci. Eng. 1995, C3, 109.
2. B. M. Novak. Adv. Mater. 1993, 5, 442.
3. E. P. Giannelis. Adv. Mater. 1996, 8, 29.
4. Y. Fukushima; S. J. Inagaki. Inclusion Phenom. 1987, 5, 473.
5. A. Usuki; M. Kawasumi; Y. Kojima; A Okada; T. Kurauchi. J. Mater. Res. 1993, 8, 1174-1187.
6. T. Lan; P.D. Kaviratna; T.J. Pinnavaia. J. Phys. Chem. Solids. 1996, 57, 1005-1010.
7. A. Okada et al. J. Polym. Sci.: Part A: Polym Chem. 1993, 31, 1755.
8. A. Usuki; Y. Kojima; M. Kawasumi; A. Okada; Y. Fukushima; T. Kurachi; O. Kamigaito. J. Mater. Res. 1993, 8, 1179.
9. Y. Kojima; A. Usuki; M. Kawasumi; A. Okada; Y. Fukushima; T. Kurauchi; O. Kamigaito. J. Mater. Res. 1993, 8, 1185.
10. Y. Kojima; A. Usuki; M. Kawasumi; A. Okada; T. Kurauchi; O. Kamigaito. J. Appl. Polym. Sci. 1993, 49,1259.
11. .N. Hasegawa; M. Kawasumi; M. Kato; A. Usuki; A. Okada. J. Appl. Polym. Sci. 1998, 67, 87-92.
12. M. Kato; A. Usuki;A Okada. J. Appl. Polym. Sci. 1997, 66, 1781-1785.
13. M. Pralay; N. H. Pham; O. Masami. Macromolecules. 2002, 35, 2042-2049.
14. ..K. Yano; A. Usuki; A. Okada; T. Kurauchi; O. Kamigaito. J. Appl. Polym. Sci. 1993, 31, 2493-2498.
15. .Y. Yang; Z. Z. Zhu; J. Yin; X. Y. Wang; Z. E. Qi. Polymer 1999, 40, 4407-4414.
16. H. L. Tyan; Y. C. Liu; K. H. Wei. Chem. Mater. 1999, 11, 1942-1947.
17. J. C. Huang; Z. K. Zhu; J. Yin; X. F. Qian; Y. Y. Sun. Polymer 2001, 873-877.
18. .M. S. Wang; T. J. Pinnavaia. American Chemical Society 1994, 6, 468-473.
19. .T. Lan; P. D. Kaviratna; T. J. Pinnavaia. J. Phys. Chem Solids 1996, 57, 1005-1010.
20. D. C. Lee; L. W. Jang. J. Appl. Polym. Sci. 1998, 68, 1997-2005.
21. .Z. Wang; T. J. Pinnavaia. Chem. Mater. 1998, 10, 1820-1826.
22. U.S Patent 6,057,396. (1997) Lan et al. Intercalates formed by co-intercalation of monomer, oligomer or polymer intercalants and surface modifier intercalants and layered materials and nanocomposites prepared with the intercalates.
23. .U.S Patent 5,554,670. (1996) Giannelis et al. Method of preparing layered silicate-epoxy nanocomposites.
24. U.S Patent 5,760,106. (1998) Pinnavaia et al. Sealant method of epoxy resin-clay composites.
25. .T. K. Chen; Y. I. Tien; K. H. Wei. Polymer, 2000, 41, 1345-1353.
26. .X. Fu; S. Qutubuddin. Materials Letters 2000, 42, 12-15.
27. .X. Fu; S. Qutubuddin. Polymer 2001, 42, 807-813.
28. .C. I. Joo; A. T. Thomas; K. H. Cheol; R. T. P.; W. Jing. Polymer 2001, 42, 5947-5952.
29. Z. Jin; Morgan, A. B.; Lamelas, F. J.; Wilkie C. A. Chem. Mater. 2001, 13, 3774-3780
30. .M.A.B.; G.W.J.; J.C.L. Macromolecules, 2001, 34, 2735-2738.
31. .E. P. Giannelis. Adv. Mater. 1996, 8. 29.
32. 鄭淑芬,’’層狀化合物的觸媒活性’’,Chemistry (The Chinese Chem. Soc., Taiwan China) 1987, 45, 127-141.
33. H. V. Olphen. Clay colloid Chemistry, Chapter V, Wiley-Interface publication 1977, New York.
34. J. Konta. Clay and Man: Clay raw materials in the service of man. Applied Clay Science 1995, 10, 275-335.
35. A. Akelah; A. Moet. J. Appl. Polym. Sci: Appl. Polym. Symp. 1994, 55, 153.
36. 吳仁傑,’’工業材料’’,民國86年5月,125期,115-127.
37. Y. Kojima et al. J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. 1993, 31,1755
38. 陸毓熹,”精密化學品專輯-界面活性劑”,化工技術,第四卷,第六期 (1996)。
39. 林江珍,特用化學品研習會講義,國立中興大學化學工程系(1995)。
40. M. J. Rosen. Surfactants and Interfacial Phenomena, 2th Ed, John Wiley and Sons, Inc. 1989.
41. 楊毓民,”界面活性劑”,化工技術,第一卷,第一期,(1993)。
42. J. I. Kroschwitz, M. Howe-Grant, Encyclopedia of Chemical technology, 4th Ed., WILEY, New York, 1, p.192, p.270; 4, p.380; 5, p.731; 10, p.504; 11, p.26, p.235, p.934; 13, p.216; 14, p.149; 15, p.976; 17, p.212, 550; 23, p.898 (1991-9).
43. 林希哲,’’X光繞射實驗方法簡介”,科儀新知,第十卷,第一期,P25-33. 1988.
44. 賴耿陽譯著,環氧樹脂應用實務,復漢出版社,(1993)。
45. 王春山,’’環氧樹脂簡介與最近的發展(一)~(四)’’,化工技術,第二卷,第十期,第54頁(1994);第二卷,第十一期,第120頁(1994);第二卷,第十二期,第129頁(1994);第三卷,第一期,第166頁,(1995)。
46. R. Roy; S. Komarneni; D. M. Roy. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1984, 22, 347.
47. T. Lan; P. D. Kaviratna; T. Pinnavaia. J. Chem. Mater. 1995, 7, 2144.
48. P. B. Messersmith; E. P. Giannelis. Chem. Mater. 1994, 6, 1719.
49. K. Yano; A. Usuki; A. Okada. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 1997, 35, 2289.
50. H. L. Tyan; Y. C. Liu; K. H. Wei. Polymer 1999, 40, 4877.
51. M. M. Al-Esaimi. J. Appl. Polym. Sci. 1997, 64, 367.
52. S. R. Chitnis; M. M. Sharma. Reactive & Functional Polymers 1997, 32, 93-115.
53. T. J. Pinnavaia. Intercalated clay catalysts. Science 1983, 220, 365-371.
54. X. Liu, Q. Wu. Polymer 2001, 42, 10013-10019.
55. C. Kato; K. Kuroda; H. Takahara. Clays Clay Miner 1981, 29, 294-298.
56. N. Hasegawa; H. Okamoto; M. Kawasumi; A. Usuki. J. Appl. Polym. Sci. 1999, 74, 3359-3364.
57. D. C. Lee; L. W. Jang. J. Appl. Polym. Sci. 1996, 61, 1117-1122.
58. M. P. Eastman; E. Bain; T. L. Porter; K. Manygoats; R. Whitehorse; R. A. Parnell; M.E. Hagerman. Applied Clay Science 1999, 15, 173-185.
59. J. W. Kim; M. H. Noh; H. J. Choi; D. C. Lee; M. S. Jhon. Polymer 2000, 41, 1229-1231.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔