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研究生:張懿心
研究生(外文):Yi-Hsin Chang
論文名稱:利用電漿聚合法製備可分解性聚乳酸之製程及特性研究
指導教授:楊長謀
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:聚乳酸電漿聚合法傅立葉紅外線光譜儀奈米壓痕試驗水解
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本文主要利用電漿聚合法來製備聚乳酸的研究,主要目的在於簡化聚乳酸的製程步驟、藉由3-D網狀交聯結構強化聚乳酸機械性質;另外,還希望電漿聚合所得之聚乳酸仍可保留其生物可分解性。本文中之實驗步驟是將液態乳酸單體加熱成氣體後注入電漿環境中,進一步來進行電漿聚合反應。使用電漿種類為頻率13.56MHz之射頻電漿。本實驗所採用之電漿聚合參數為電漿功率控制在10~200 瓦特,聚合時間90分鐘,利用矽晶片作為基材。利用電漿聚合所得之電漿聚乳酸則將採用傅立葉紅外線光譜儀、電子化學能譜儀、原子力顯微鏡、奈米壓痕試驗等,進行電漿聚乳酸的物理及化學特性分析。在分析結果中顯示利用電漿聚合法可成功製備聚乳酸,而電漿聚乳酸保留了與線性聚乳酸相似的官能基,僅化學結構上有些需差異,且電漿聚乳酸之化學結構可藉由電漿參數的調整來達到。水解實驗結果則可知電漿聚乳酸具有水解性質,且其降解速度與電漿聚合參數有關,因此可藉由電漿參數的調整來控制電漿聚乳酸的水解速度。另外,電漿聚乳酸在奈米壓痕試驗的分析結果也顯示其可展現優於線性聚乳酸的機械強度,利用200瓦特電漿聚合之聚乳酸的楊氏係數及硬度可達線性聚乳酸4~5倍。因此,電漿聚乳酸除具有較佳的機械強度外,其之水解速度可進一步藉由電漿聚合參數控制。
第一章 簡介.............................................1
第二章 文獻回顧.........................................4
2-1 電漿聚合法............................................4
2-1-1電漿化學.............................................4
2-1-2 電漿聚合............................................6
2-1-3 CAP Principle.......................................9
2-1-4 電漿聚合種類........................................12
2-1-5 影響電漿聚合條件參數................................13
2-2 聚乳酸特性及其生物醫學上的應用........................14
2-2-1 聚乳酸..............................................14
2-2-2 線性聚乳酸的合成....................................16
2-2-3 聚乳酸的降解........................................18
2-2-4聚乳酸生物醫學上應用.................................20
2-3 研究動機..............................................21
第三章 實驗流程........................................22
3-1 試藥..................................................22
3-2 電漿聚乳酸薄膜製備....................................22
3-2-1單體以氬氣做為推進氣體注入電漿環境反應之電漿聚合法...22
3-2-2 單體不採用氬氣推進而直接注入電漿反應之電漿聚合法....23
3-3 線性聚乳酸薄膜製備....................................24
3-4 水解實驗..............................................25
3-5 原子力顯微鏡..........................................25
3-6 電子能譜化學分析儀....................................29
3-7 傅立葉紅外線光譜儀....................................32
3-8 奈米壓痕試驗..........................................33
3-9 交聯密度量測..........................................36
第四章 結果與討論......................................38
4-1 電漿聚乳酸傅立葉紅外線光譜儀(FTIR)分析................38
4-2 電子能譜化學分析儀(ESCA)分析..........................47
4-3 電漿聚乳酸交聯密度量測................................50
4-4 電漿聚乳酸利用原子力顯微鏡(AFM)表貌觀察...............52
4-5 電漿聚乳酸水解實驗....................................57
4-6 電漿聚乳酸之奈米壓痕量測..............................67
第五章 結論............................................74
第六章 參考文獻........................................76
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