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研究生:郭明泰
研究生(外文):Ming-Tai Guo
論文名稱:生物可衰解聚丁二酸丁二酯/丙烯-乙烯共聚物摻混體物性研究
論文名稱(外文):Physical Properties of Biodegradable Poly(butylene succinate)/Proplyene-Ethylene Copolymer Polyblends
指導教授:莊富盛莊富盛引用關係
指導教授(外文):Fu-Sheng Chuang
學位類別:碩士
校院名稱:萬能科技大學
系所名稱:工程科技研究所
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:56
中文關鍵詞:聚丁二酸丁二酯丙烯-乙烯共聚物摻混體混容性旋節分離(SD)
外文關鍵詞:PBSPERPolyblendscompatibilityspinodal decomposition (SD)
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本研究採用熔融共混法將聚丁二酸丁二酯(PBS)與丙烯-乙烯共聚物於塑譜儀中以190℃共混五分鐘,製備出聚丁二酸丁二酯/丙烯-乙烯共聚物摻混體,分別以100/0、90/10、80/20、70/30、60/40、50/50、40/60、30/70、20/80、10/90、0/100的比例混合。使用掃描式熱微差卡計(DSC)探討摻混體的相轉移區特性,以及混容性。顯示,除了PBS/PER(70/30)出現一個玻璃轉移區與一個熔融區域,顯示在PBS中混入30%的PER具有較佳的混容性;而其餘的PBS/PER摻混體,則出現一個玻璃轉移區與兩個熔融區域,而且熔融-急冷的熔融區之熱焓高於初始掃描,這是由於PBS/PER摻混體出現旋節分離(spinodal decomposition)過程。由動態機械分析儀(DMA)在PER含量50%以下的組成比例發現,隨著摻入的PER含量增加,tan δ峰值逐漸上升,而在PBS/PER成分70/30附近達倒最大值。此外,PBS/PER(70/30)樣品也出現較其它摻混體更窄的tan δ峰寬,這些結果顯示,在此組成下的樣品有好的摻混分子鏈的分佈狀態,即PBS/PER(70/30)樣品有好的混容性。
PBS/PER polyblends were perpared with from melt method in the BRABENDER by 190℃ 5 minutes and blending PBS with PER ratios of 100/0, 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, 30/70, 20/80, 10/90, 0/100. Miscibility, crystallization behavior, and mechanical properties of PBS/PER polyblends were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), and tensile tests (DMA and MTS) in this work. The PBS/PER polyblends in the differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM) exhibited PBS/PER polyblends phase behavior. The PBS/PER polyblends indicating the PBS/PER (70/30)only presented one glass-transition and melt-transition,indicating the blending of PBS and PER at the component of 70/30(wt/wt) present good compatibility than other polymer blends. Futhermore, melt-coling scanning of melt-transition enthalpy higher than initial scanning. Because of PBS/PER polyblends presented spinodal decomposition (SD). As shown in DMA. Notably, the width of tan δ peak of PBS/PER (70/30) blend is narrower than other polymer blends, indicating that the blend has good distribution in the mixed macromolecular chains. That is, the blending of PBS and PER at the component of 70/30(wt/wt) present good compatibility.
中文摘要 iii
英文摘要 vii
一、前言 1
1.1研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 文獻回顧 2
1.3.1 聚丁二酸丁二酯(PBS,Polybutylene succinate)的特性 2
1.3.2 丙烯-乙烯共聚合物(PER,Propylene-ethylene copolymer )的特性 4
1.3.3 PBS的共聚、共混改質研究 4
二、研究理論 6
2.1高分子摻混原理 6
2.2 高分子共混物形態與結構 9
2.2.2 相容性對形態結構的影響 10
2.3動態機械性質 12
三、實驗 15
3.1實驗流程 15
3.2實驗材料 16
3.3 實驗儀器與設備 17
3.3.1 實驗設備 17
3.3.2實驗儀器 17
3.4實驗方法製備 18
3.4.1聚丁二酸二丁酯/丙烯-乙烯共聚物(PBS/PER)聚摻合體製備 18
3.5實驗測試 19
3.5.1 熔融流動指數儀(MI) 19
3.5.2 掃描式熱微差卡式(DSC) 19
3.5.3 廣角繞射儀 (X-ray) 19
3.5.4 熱動態分析儀 (DMA) 19
3.5.5 萬能拉伸強力試驗機 (MTS) 19
3.5.6 熱重損失分析儀 (TGA) 20
四、結果與討論 21
4.1熔融指數分析 21
4.2.1 PBS與PER共聚合體玻璃轉移區 27
4.2.2 PBS/PER 摻合體玻璃溫度轉移區 29
4.2.3 PBS與PER共聚合體結晶熔融溫度轉移區 31
4.2.4 PBS/PER摻合體結晶熔融溫度轉移區 39

4.3動態機械性質與抗張強度分析 43
4.4熱衰解性質分析 47
五、結論 53
參考文獻 55

圖表索引
表目錄
表3.1 PBS/PER聚摻合體比例與組成 18
表4.1.1 PBS, PER純料粒子在140-230℃熔融指數值(g/10min) 23
表4.1.2 PBS/PER摻合體在190℃熔融指數值 26
表 4.2.1聚合體的初始掃描及熔融-急冷掃描之相轉移區特性溫度與熱焓, 30
表4.2.2 室溫以上之初始掃描吸熱溫度及熱焓值 36
表4.2.3室溫以上之熔融-急冷吸熱溫度及熱焓值 37
表4.2.4 PER於70℃與100℃之不同時間之緩冷吸熱溫度及熱焓值 38
表4.3.1PBS, PER 與 PBS/PER摻混體之抗張強度 46
表4.4.1PBS, PER熱裂解溫度範圍 49
表4.4.2PBS/PER摻合體之熱衰解溫度 52


圖目錄
圖1.1為Bionolle的化學結構通式 3
圖2.1 混合過程中分佈作用示意圖 7
(1)混合前 (2)混合後 7
圖2.2 分散作用示意圖 7
(1)分散前 (2)顆粒減少 (3)分子分散 7
圖2.3 共混過程中粒子分散作用示意圖 8
圖2.4 典型二成份高分子摻合體ΔGmix對組成比例關係圖(A:不相容、B:相容、C:部分相容) 11
圖2.5 動態機械測試之應力-應變響應示意圖 13
圖2.6 複模數關係圖 14
圖4.1.1溫度對PBS, PER熔融指數的影響 23
圖4.2.1 PBS、PER與PBS/PER摻混體之初始掃描DSC熱曲線 34
圖4.2.2 PBS、PER與PBS/PER摻混體之熔融-急冷掃描DSC熱曲線 34
圖4.2.3 PER在70℃緩冷2、4、8與24小時之DSC熱曲線 35
圖4.2.4 PER在100℃緩冷2、4、8與24小時之DSC熱曲線 35
圖4.2.5不同組成之摻混體SEM圖 42
圖4.3.2 PBS, PER 與PBS/PER摻混體之損耗正切(tan δ) 45
圖4.4.1 PBS, PER TG 曲線 48
圖4.4.2 PBS, PER DTG 曲線 48
圖4.4.3 PBS/PER摻合體之TG曲線 51
圖4.4.4 PBS/PER 摻合體之DTG曲線 51



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