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研究生:劉秉塵
研究生(外文):Bing-Chen Liu
論文名稱:聚乳酸/聚對苯二甲酸丙二酯掺合體之結晶動力學及形態學與相容性之研究
論文名稱(外文):Crystallization kinetics, Morphology and Miscibility of Poly(L-lactic acid) and Poly(Trimethylene Terephthalate) Blends
指導教授:程耀毅
口試委員:戴子安芮祥鵬
口試日期:2008-07-22
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:有機高分子研究所
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:聚乳酸聚對苯二甲酸丙二酯等溫結晶動力學相容性玻璃轉移溫度
外文關鍵詞:PTTPLLAIsothermal Crystallization KineticsMiscibilityglass-transition temperature
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本研究利用微分熱卡掃瞄計,來分析聚乳酸(PLA)/聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)掺合體之等溫與非等溫結晶動力學。從結果發現,此雙成份系統隨著成分比例的不同,呈現著不同的結晶及融熔行為。在等溫結晶學方面,我們在選定的溫度範圍190~200℃內,利用Avrami方程式來描述等溫結晶動力學,並且發現Avrami的成核指數約皆略小2.5。隨後使用Hoffman-Weeks的方法,來預測各個不同組成的平衡熔點。另外又從熱重損失分析儀(TGA)結果發現,隨著PTT含量的增加,殘餘量也增加。在我們觀察了一系列的熱分析實驗之後,我們認為PLA/PTT的掺合體在PTT少於5%或者是PLA少於10%時,是部份相容的,這個推測結果是從DSC的結論得知,此雙成分系統在這此條件成份下只有一個明顯的玻璃轉移溫度,其他成分比例則否。另外隨著PTT加入的含量增多,掺合體的Tg也會伴隨PTT含量增多而下降。
在形態學方面,我們利用電子掃描顯微鏡(SEM)及X光繞射分析儀(XRD)及偏光顯微鏡(POM)來觀察融熔結晶與冷結晶結晶構造的不同,從POM結果我們可以明顯的看到此兩種不同結晶方法的結晶構造蔚為不同。
In this work, the isothermal and nonisothermal crystallization behavior of Poly(L-lactic acid)(PLA) and Poly(Trimethylene Terephthalate)(PTT) blends were investigated with differential scanning calorimetry(DSC). The results suggested that the binary blends showed different crystallization and melting behaviors with their different composition of PLA and PTT. In isothermal crystal, the Avrami equation was applied to describe the kinetics of the crystallization in the range temperature 190~200℃. The values of the Avrami exponent, n, was less than 2.5 . Hoffman-Weeks method could predict the equilibrium melting point of each blend. Thermal gravimetric (TGA) result shows the residue will improve with the increase of PTT. From observation of all thermal analysis, we found that PLA/PTT blends with PTT less than 5% and PLA less than 10% are partially miscible because of the appearance of a single glass-transition temperature.
We also used scanning electron microscopy(SEM), polarized-light microscopy (POM) and X-ray diffraction (XRD) to observe the morphology of each blend. Under the POM, The results clearly show the different morphology of melt and cold crystallization
總目錄


中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
總目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 高分子摻混系統 4
1.3 研究背景 7
1.4 研究目的 11
第二章 文獻回顧 13
2.1 高分子結晶概論 13
2.2 Avrami equation 14
2.3 高分子結晶速率 15
2.4 晶體成長 16
2.5 區型轉移 18
2.6 多熔融峰行為 22
2.7 結晶熱力學方程式 24
2.8 X-ray繞射理論 26
第三章 實驗 28
3.1 實驗材料 28
3.2 實驗儀器 29
3.3 實驗方法 29
(1)試樣製作 29
(2) TGA分析 29
(3) POM分析 30
(4) SEM分析 30
(5) XRD分析 30
(6) DSC分析 30
第四章 結果與討論 32
4.1 TGA分析 32
4.2 非等溫結晶行為探討 35
4.2.1 玻璃轉移溫度及相容性 35
4.2.2 非等溫融熔結晶行為 36
4.3 SEM觀察 52
4.4 廣角X-Ray繞射圖分析 56
4.4.1 融熔(melt crystallization)結晶觀察 57
4.4.2 冷(cold crystallization)結晶觀察 57
4.4.3 廣角X光繞射圖譜總體結晶率的計算 58
4.5 等溫結晶行為探討 66
4.5.1 單一組成不同結晶溫度之等溫結晶行為 66
4.5.2 Avrami equation 66
4.5.3 等溫結晶下的結晶度 67
4.5.4 平衡熔點 67
4.5.5 Hoffman-Lauritzen -晶體成長速率與成核參數分析 68
4.5.6 板晶厚度 69
4.6 偏光顯微鏡觀察 85
4.6.1 偏光顯微鏡觀察純PTT部分 85
4.6.2 偏光顯微鏡觀察純PLA部分 86
4.6.3 偏光顯微鏡觀察各組成摻合體融熔與冷結晶 86
第五章 結論 94
參考文獻 94
附錄A 100
參考文獻

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