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研究生:李律葦
研究生(外文):LU WEI LI
論文名稱:以超臨界二氧化碳發泡法發泡PCL
論文名稱(外文):Preparation of PCL Foams by Supercritical Carbon Dioxide Foaming
指導教授:許瑞祺許瑞祺引用關係郭修伯
指導教授(外文):R. C. HsuH. P. Kuo
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:2009
畢業學年度:97
論文頁數:70
中文關鍵詞:超臨界二氧化碳PCL發泡
外文關鍵詞:supercritical carbon dioxidePCLfoaming
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本研究目的是藉由超臨界二氧化碳的特性製備生物可分解之多孔性高分子材料,聚己內酯( Polycaprolactone, PCL );此方法的優點在於超臨界二氧化碳發泡高分子的操作時間不長,且過程不需要使用有機溶劑。
實驗改變發泡溫度、壓力、時間與洩壓時間,討論不同操作條件對製備出多孔洞PCL的影響;發泡後的PCL利用各種硬、軟體測試孔洞分佈、孔洞尺寸、結晶度等性質。
實驗結果顯示發泡溫度40 ℃、壓力2000 psi.、發泡120分鐘、洩壓2秒鐘是最理想的操作條件,所製備的多孔性PCL平均氣泡孔徑為76 μm;發泡後PCL結晶度和發泡前相比都略為增加。
The research is about the preparation of biocompatible and biodegradable polymer, Polycaprolactone, PCL, foams by supercritical carbon dioxide and finding the best foaming conditions.
This experiment point out the effect of the operation conditions on the PCL porous structures, such as the temperature, the pressure, the depressure time and the soaking time.
According to the experimental results, at the temperature of 40 ℃ and pressure of 2000psi., with the soaking time of 120 minutes, and the depressization time of 2 seconds, we can obtain ideal PCL porous structures (i.e., with the average cell size of the foamed material 76 μm).
目錄
論文指導教授推薦 i
論文口試委員審定書 ii
國家圖書館授權書 iii
長庚大學博碩士紙本論文著作授權書 iv
誌謝 v
摘要 vi
Abstract vii
目錄 viii
圖目錄 xi
表目錄 xiii
第一章 緒論 1
第二章 文獻回顧 3
2.1 高分子生醫材料 3
2.1.1高分子生醫材料簡介 3
2.1.2 生物可分解之高分子 6
2.1.3 聚酯材料降解及侵蝕之機制 7
2.1.4聚己內酯介紹 9
2.2高分子發泡 10
2.2.1高分子發泡概述 10
2.2.2 發泡理論 11
2.2.3 發泡劑介紹 12
2.3 超臨界流體發泡技術 13
2.3.1超臨界流體簡介 13
2.3.2 超臨界二氧化碳介紹 16
2.3.3 超臨界流體應用於高分子領域 16
2.3.4 超臨界二氧化碳發泡 19
第三章 實驗藥品與實驗方法 20
3.1 實驗藥品 20
3.2 實驗設備 20
3.3 實驗流程 22
3.4 實驗步驟 24
3.5 發泡體的內部孔洞型態觀察及性質測量 25
3.5.1發泡體密度測量 25
3.5.2發泡體的內部孔洞型態觀察 25
3.5.3發泡體內部孔洞分析 25
3.5.4發泡體孔洞密度 26
3.5.5發泡體結晶度測量 26
第四章 結果與討論 27
4.1 發泡體微結構之討論 27
4.1.1 發泡溫度對發泡體結構影響 27
4.1.2 發泡壓力對發泡體結構影響 31
4.1.3 發泡時間對發泡體結構影響 35
4.1.4 洩壓時間對發泡體結構影響 38
4.2 發泡體結晶度討論 42
4.2.1發泡溫度對發泡體結晶度影響 42
4.2.2發泡壓力對發泡體結晶度影響 45
4.2.3發泡時間對發泡體結晶度影響 45
4.2.4洩壓時間對發泡體結晶度影響 45

第五章 結論 52
參考文獻 53
符號說明 56

圖目錄
圖2-1 表面侵蝕及主體侵蝕示意圖 7
圖2-2 PCL結構式 9
圖2-3 泡孔結構示意圖 10
圖2-4 純物質相圖 13
圖2-5 二氧化碳相圖 14
圖3-1 超臨界流體發泡實驗裝置 22
圖3-2 超臨界流體發泡實驗流程圖 23
圖4-1 不同溫度scCO2發泡PCL結果比較 27
圖4-2 不同溫度下發泡PCL放大100倍的SEM圖 28
圖4-3 scCO2發泡PCL的發泡溫度與氣泡半徑及氣泡數量密度關係 29
圖4-4 scCO2發泡PCL的發泡溫度與膨脹度關係 30
圖4-5 不同壓力scCO2發泡PCL結果比較 31
圖4-6 不同壓力下發泡PCL放大100倍的SEM圖 32
圖4-7 scCO2發泡PCL的發泡壓力與氣泡半徑及氣泡數量密度關係 33
圖4-8 scCO2發泡PCL的發泡壓力與膨脹度關係 34
圖4-9 不同發泡時間scCO2發泡PCL結果比較 35
圖4-10 不同發泡時間之PCL的SEM圖 36
圖4-11 scCO2發泡PCL的發泡時間與膨脹度關係 37
圖4-12 不同洩壓時間scCO2發泡PCL結果比較 38
圖4-13 scCO2發泡PCL的洩壓時間與氣泡半徑關係 39
圖4-14 scCO2發泡PCL的洩壓時間與氣泡數量密度關係 39
圖4-15 不同洩壓時間scCO2發泡PCL結果比較 40
圖4-16 不同洩壓時間發泡PCL放大100倍的SEM圖 41
圖4-17發泡溫度與PCL結晶度關係 43
圖4-18發泡溫度與PCL結晶度增加量關係 43
圖4-19不同溫度( ℃ )發泡PCL的DSC降溫分析圖 44
圖4-20不同溫度( ℃ )發泡PCL的DSC升溫分析圖 44
圖4-21發泡壓力與PCL結晶度關係 46
圖4-22發泡壓力與PCL結晶度增加量關係 46
圖4-23不同壓力發泡PCL的DSC降溫分析圖 47
圖4-24不同壓力發泡PCL的DSC升溫分析圖 47
圖4-25發泡時間與PCL結晶度關係 48
圖4-26發泡時間與PCL結晶度增加量關係 48
圖4-27不同發泡時間PCL的DSC降溫分析圖 49
圖4-28不同發泡時間PCL的DSC升溫分析圖 49
圖4-29洩壓時間與PCL結晶度關係 50
圖4-30洩壓時間與PCL結晶度增加量關係 50
圖4-31不同洩壓時間PCL的DSC降溫分析圖 51
圖4-32不同洩壓時間PCL的DSC升溫分析圖 51


表目錄
表2-1 幾種較常見生醫高分子材料的分類及用途 4
表2-2 生物可分解高分子侵蝕表現比較 8
表2-3 常見超臨界流體臨界性質 15
[1] 李貴琪,<高分子材料應用於生技產業的現況與展望>,《化工技術第16卷》,第12期,頁112~113,2008
[2] 余敏芝,<以超臨界流體製備生物可分解的多孔基質>,長庚大學化工與材料工程研究所,碩士論文,2002
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