臺灣博碩士論文加值系統

摘要
在本研究中以未改質過的鈉型蒙脫土與苯胺單體進行乳化聚合反應，其中十二烷基苯磺酸做為乳化聚合中之界面活性劑，且可作為聚苯胺之酸掺雜劑，過硫酸銨做為聚苯胺單体聚合之鏈起始劑(亦即氧化聚合劑)，以製備出一系列酸掺雜之聚苯胺/蒙脫土奈米複合材料，所得的產物並以傅利葉紅外線光譜儀、及X光繞射儀與穿透式電子顯微鏡來進行分析及鑑定；再以電化學方法於變溫條件下量測此材料的金屬防腐蝕性質；研究結果顯示，蒙脫土的導入將可有效提升聚苯胺整体應用的防腐性能，特別是在高溫的狀態下，防腐效果亦能有效提升，本研究亦進一步以不同的酸來掺雜，並研究其在變溫條件下的導電性質。

Abstract
A series of polymer-clay nanocomposite(PCN) materials that consisted of poly(aniline) and layered montmorillonite (MMT) clay were prepared by effectively dispersing the inorganic nanolayers of MMT clay in organic aniline matrix via an emulsion polymerization. Organic aniline monomers were first intercalated into the interlayer regions of organophilic clay hosts and followed by a convertional emulsion polymerization. With CTAB and KPS as surfactant and initiator respectively .The as-synthesized PCN materials were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), wide-angle powder X-ray diffraction (XRD), and transmission electron microscopy (TEM). PCN coatings with low clay loading (e.g., 1 wt%) on cold-rolled steel (CRS) at various service temperature, were found much superior in anticorrosion over those of aniline based on a series of electrochemical measurements of corrosion potential, polarization resistance, corrosion current and Impedance spectroscopy in 5.0 wt% aqueous NaCl electrolyte, The electrical conductivity of polyaniline-clay nanocomposite materials doped with different inorganic acid was further studied by four point probe technique.

目 錄
摘要 I
Abstract II
目 錄 III
圖目錄 VI
表目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 聚苯胺簡介 2
1.2.1 發展沿革 2
1.2.2 聚苯胺的合成 5
1.2.3 聚苯胺的穩定性 7
1.3 導電性高分子之簡介 8
1.3.1 導電性高分子的聚合 9
1.3.2 導電性高分子的種類 10
1.3.3 導電性高分子的應用 12
1.4乳化聚合簡介 13
1.5乳化聚合發展史33 18
1.6層狀蒙脫土簡介 20
1.7界面活性劑 24
1.8奈米複合材料 26
1.8.1 奈米複合材料簡介 26
1.8.2 奈米複合材料之類型 27
1.9黏土/高分子奈米複合材料之優點 29
1.10研究動機與目的 30
第二章 藥品及儀器 31
2.1藥品 31
2.2 儀器部分 33
2.2.1 傅利葉紅外線光譜儀(Fourier-Transformation Infrared Spectroscopy， FTIR) 33
2.2.2 X-ray 繞射儀(X-ray Diffraction instrument，XRD) 33
2.2.3 超薄切片機(Microtome) 33
2.2.4 穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscopy，TEM) 33
2.2.5 循環伏特電位儀(Cyclic Voltammetry，CV) 33
2.2.6 導電度計(Conductivity Meter) 34
2.2.7 其它器材 34
2.3 儀器量測部分 35
2.3.1 傅利葉轉換紅外線光譜儀( FTIR) 35
2.3.2 廣角X-ray繞射儀(WAXRD) 35
2.3.3 穿透式電子顯微鏡(TEM) 35
2.3.4 循環伏特電位儀(CV) 36
2.3.5 導電度計(Conductivity Meter) 38
第三章 實驗部份 39
3.1 聚苯胺之合成 39
3.1.1乳化聚合法 39
3.1.2 氧化聚合法 40
第四章 結果與討論 41
4.1基本鑑定 41
4.1.1傅利葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)之分析 41
4.1.2廣角X-ray繞射儀(WAXRD)之分析 43
4.1.3穿透式電子顯微鏡(TEM)之分析 45
4.2 抗腐蝕特性研究 46
4.2.1 循環伏特電位儀(CV) 46
4.2.2 電化學阻抗光譜(EIS) 51
4.3 導電度性質研究 55
第五章 結論與展望 57
第六章 參考文獻 58

圖目錄
圖1-1 Green等人所提苯胺八聚體之五種不同鹼化型式的氧化態 3
圖1-2 聚苯胺之不同型態之轉變(doping，dedoping，redox) 4
圖1-3 常見的導電性高分子材料 11
圖1-4 黏土的結晶構造圖58 23
圖1-5 層狀黏土/高分子奈米複合材料的分類 27
圖1-6 奈米複合材料之原位聚合（In-Situ Polymerization）反應機制示意圖 28
圖2-1 工作電極裝置簡圖 37
圖2-2 電化學反應槽裝置圖 37
圖4-1聚苯胺與黏土及其奈米複合材料之紅外線吸收光譜圖 (a) DBSA (b) PANI (c) CLAN1 (d) Na+-MMT Clay 41
圖4-2 未改質黏土在變溫下之廣角X-ray繞射圖譜 44
圖4-3 PANI及CLAN1在變溫下之廣角X-ray繞射圖譜 44
圖4-4 CLAN1之TEM映像圖 45
圖4-5 金屬腐蝕示意圖 47
圖4-6 氣體穿透機制圖 47
圖4-7 Sample-CRS膜片在變溫下之Tafel曲線圖(A)Bare (B)PANI (C)CLAN1 48
圖4-8 Ecorr變溫趨勢圖 50
圖4-9 Icorr 變溫趨勢圖 50
圖4-10電極的等路電路圖 51
圖4-11 奈奎斯特圖(Nyquist Plot)公式導圖 52
圖4-12在變溫下之Nyquist plot之比較圖(1) Bare (2) PANI (3) CLAN1 53
圖4-13在變溫下之Bode plot比較圖(A) Bare (B) PANI (C) CLAN1 54
圖4-14以不同無機酸掺雜在變溫下之電阻值比較圖(a) PANI (b) CLAN1 56

表目錄
表1-1總體聚合、溶液聚合、乳化聚合、懸浮聚合與分散聚合之比較 17
表1-2 典型黏土之理論結構式56 21
表1-3 黏土的種類55 22
表4-1 聚苯胺與黏土之主要官能基吸收峰位置 42
表4-2以電化學方法量測 Bare PANI CLAN1於變溫條件下之各類腐蝕數 49
表4-3以不同無機酸掺雜在變溫下之電阻值比較表 56

第六章 參考文獻
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