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研究生:黃鈺惠
研究生(外文):YU HUI-HUANG
論文名稱:PCL/PETG摻合體之熱性質與相形態研究
論文名稱(外文):Thermal Properties and Phase Morphology of PCL/PETG Blends
指導教授:邱方遒
指導教授(外文):Fang-Chyou Chiu
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:化工與材料工程研究所
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:137
中文關鍵詞:聚己內酯聚對苯二甲酸乙二酯共聚物摻合體
外文關鍵詞:PCL、PETG、blend
相關次數:
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本研究主要探討結晶性脂肪族聚酯PCL與無定形芳香族聚酯PETG以不同比例摻混所形成摻合系統之物裡性質。研究中使用機械熔融法製備摻合體樣品,利用示差掃瞄熱卡計(DSC)、廣角X-ray繞射儀(WAXD)、偏光顯微鏡(POM)及熱重分析儀(TGA),以等溫結晶與非等溫結晶熱處理方式探討PCL/PETG摻合系統之熱性質、晶體結構及相形態。由DSC實驗結果得知,PCL/PETG摻合體中PCL及PETG的玻璃轉移溫度不受熱處理條件及摻合比例所影響,故PCL/PETG摻合體為不相容系統。摻合體中PCL的結晶能力及結晶量受到PETG加入而有所影響,同時PETG的加入使PCL熔融峰變得較單純。經由WAXD 實驗發現,摻合體中PCL的X-ray特徵繞射峰數量及位置未受到PETG加入而改變,故PETG加入未影響PCL的晶體結構,但PCL特徵繞射峰強度因為PETG含量增加而減弱。由POM實驗觀察得到,PCL/PETG摻合體於熔融態時呈現相分離狀態,故再次證明此摻合體為不相容的系統。純PCL的結晶相形態為典型的馬爾它十字球晶,此形態會受到PETG的加入而改變原來的尺寸,且形態變得模糊破碎。TGA實驗結果發現,純PETG比純PCL具備更高的熱裂解溫度,隨著PETG含量的增加,摻合體的熱裂解溫度亦往上提升,故PETG的加入會對PCL產生遮蔽效應,使得PCL不容易受到熱的裂解。
PCL/PETG blends were prepared through a melt mixing process. The thermal properties and phase morphology of the blends were investigated by differential scanning calorimeter (DSC), wide angle x-ray diffractometer (WAXD), polarized optical microscope (POM) and thermogravimetric analyzer (TGA). DSC results showed that PCL/PETG blends exhibited two glass transition temperatures. Therefore, the blend was an immiscible system. PETG affected the crystallization ability and crystallinity of PCL in the blends. The PCL’s melting behavior became simple as increased the PETG amounts. WAXD results showed that the crystal structure of PCL was not affected in the blends. POM results indicated that the crystalline structure of PCL became more diffused as the content of PETG increased. TGA results showed that the thermal stability of PETG was higher than that of PCL. In the blends, PETG promoted PCL’s heat resistance.
封面
指導教授推薦書
論文口試委員會審定書
國家圖書館授權書
長庚大學授權書
誌謝....................................................................................................... v
中文摘要........................................................ vi
英文摘要........................................................ viii
目錄............................................................ ix
表目錄.......................................................... xiii
圖目錄.......................................................... xiv
第一章 緒論.................................................... 1
第二章 相關原理與文獻回顧........................................ 4
2-1 高分子摻合體..................................... 4
2-1.1 摻合體的簡介............................. 4
2-1.2 摻合體的製備方式......................... 8
2-1.3 摻合體相容性的測定方法.................... 11
2-2 高分子結晶特性................................... 18
2-2.1 結晶性與非結晶性高分子.................... 18
2-2.2 結晶化機制............................... 19
2-2.3 結晶速率測定............................. 20
2-2.4 影響結晶行為的因素........................ 21
2-2.5 結晶相形態............................... 22
2-2.6 結晶對高分子物性的影響.................... 23
2-3 結晶性摻合體的結晶行為............................ 24
2-4 酯交換反應....................................... 26
2-5 聚己內酯(PCL)介紹................................ 27
2-6 聚對苯二甲酸乙二酯共聚物(PETG)介紹................. 29
第三章 實驗部分................................................ 31
3-1 實驗材料........................................ 31
3-2 實驗設備........................................ 31
3-3 實驗步驟........................................ 33
3-3.1 摻合體的製備............................. 33
3-3.2 示差掃瞄熱卡計(DSC)...................... 33
3-3.2.1 非等溫結晶(non-isothermal
crystallization)實驗............ 34
3-3.2.2 等溫結晶(isothermal crystallization)
實驗............................ 34
3-3.3 廣角X-ray繞射儀(WAXD).................... 35
3-3.3.1 非等溫結晶(non-isothermal
crystallization)實驗............ 35
3-3.3.2 等溫結晶(isothermal crystallization)
實驗............................ 36
3-3.4 偏光顯微鏡(POM).......................... 36
3-3.4.1 非等溫結晶(non-isothermal
crystallization)實驗............ 37
3-3.4.2 等溫結晶(isothermal crystallization)
實驗............................ 37
3-3.5 熱重量分析儀(TGA)........................ 37
第四章 結果與討論............................................... 39
4-1 摻合體相容性..................................... 39
4-2 摻合體之結晶行為................................. 41
4-2.1 非等溫結晶............................... 41
4-2.2 等溫結晶................................ 42
4-3 摻合體之熔融行為................................. 44
4-3.1 非等溫結晶後之熔融行為.................... 44
4-3.2 等溫結晶後之熔融行為...................... 45
4-4 摻合體之晶體結構................................. 46
4-4.1 非等溫結晶後之晶體結構.................... 46
4-4.2 等溫結晶後之晶體結構...................... 47
4-5 摻合體之相形態................................... 48
4-5.1 非等溫結晶之相形態........................ 49
4-5.2 等溫結晶之相形態......................... 50
4-6 摻合體之熱穩定性................................. 51
第五章 結論.................................................... 53
參考文獻........................................................ 56
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