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研究生:陳威良
研究生(外文):Wei-liang Chen
論文名稱:含矽水性聚氨基甲酸酯/奈米銀複合聚合體之合成及其物化性與抗菌性研究
論文名稱(外文):Silicon Containing Water-Borne Polyurethane /Silver Nanocomposites and Their Physical and Antibacteria Properties
指導教授:汪輝雄
指導教授(外文):Huei-Hsiung Wang
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:紡織工程所
學門:工程學門
學類:紡織工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:水性聚氨基甲酸酯奈米銀抗菌
外文關鍵詞:Water-Born PolyurethaneNano-SilverAntibacteria
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本實驗利用聚乙二醇(PEG)對硝酸銀(AgNO3)進行氧化還原反應,還原出奈米銀粒子,其後加入不同奈米銀含量於含矽水性聚氨基甲酸酯中,形成含矽水性聚氨基甲酸酯/奈米銀複合聚合體,探討抗菌效果及物性。接著,再合成出不同PDMS比例之水性聚氨基甲酸酯,並將抗菌效果較佳的含量加入其中,合成出含矽水性聚氨基甲酸酯/奈米銀複合聚合體,探討其機械性質與物化性。
由表面形態及定量、定性分析結論得知,A系列(A0、A1、A2、A3)薄膜上奈米銀顆粒分散均勻,且測得之奈米銀含量也隨其含量之增加而上升,此證明已成功地合成出含矽水性聚氨基甲酸酯/奈米銀複合聚合體。在抗菌方面,A系列(A0、A1、A2、A3)抗菌效果隨著奈米銀含量增加而顯現出良好的抗菌效果。在熱分析方面,含矽水性聚氨基甲酸酯的初始裂解溫度隨著PDMS比例之增加而增加且當奈米銀添加至含矽水性聚氨基甲酸酯時,其初始裂解溫度亦有增加的趨勢。在耐鹼性方面,隨著PDMS比例的增加,其薄膜被NaOH溶除量有下降的趨勢。在溶液性質方面,含矽水性PU之表面張力隨著PDMS比例增加而減少但接觸角隨著PDMS比例之增加而增加。在機械性質方面,薄膜之最大荷重隨著PDMS比例之增加而增加,斷裂伸率則隨著PDMS比例增加而減少。
In this experiment, we used polyethylene glycol (PEG) to reduce silver nitrate (AgNO3) into silver nanoparticles by redox reaction. Then the nano-silver solution was blended with silicon containing water-borne polyurethane to form silicon containing water-borne polyurethane/nano-silver composite polymer. The effect of antibacterial stability and physical properties were studied.
In consideration of the surface morphology, qualitative and quantitative analysis, the A series(A0、A1、A2、A3) film of nano-silver particles were dispersed uniformly, and the measured silver content was increased as the nano-silver content increase. This prove a successful synthesis of silicon containing water-borne polyurethane/nano-silver composite polymer. For the antibacterial properties, the antibacterial activity of A series(A0、A1、A2、A3) was more demonstrated with the increase of nano-silver content. For the thermal properties, the degradation temperature of silicon containing water-borne polyurethane was increased with increased of PDMS ratio. For the alkali resistance test, the dissolved content of film by NaOH was decreased with the PDMS ratio. For the solution properties of silicon containing PU, surface tension was decreased with PDMS reatio and reversely contact angle was increased with the increase of PDMS ratio. For the mechanical properties, the breaking strength of film was increased with the increase of PDMS ratio, but the breaking elongation was decreased with the PDMS ratio.
中文摘要………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………Ⅱ
目錄……………………………………………………………………Ⅲ
圖目錄…………………………………………………………………VII
表目錄…………………………………………………………………XI
第一章 前言…………………………………………………………1
1.1 緒論…………………………………………………………1
1.2 奈米銀之抗菌機制…………………………………………3
1.3 奈米粒子之製備……………………………………………3
1.3.1 化學方法……………………………………………………4
1.3.2 物理方法……………………………………………………4
1.4 文獻回顧……………………………………………………4
1.4.1 聚氨基甲酸酯彈性體的發展概況…………………………4
1.4.2 水性聚氨基甲酸酯的發展與各種製程概論………………5
1.4.3 矽氧烷簡介…………………………………………………8
1.4.4 含矽氧烷相關文獻…………………………………………9
1.5 實驗目的…………………………………………………10
第二章 原理…………………………………………………………11
2.1 化學還原法之原理…………………………………………11
2.1.1 金屬前驅鹽與還原劑………………………………………11
2.2 高分子之保護原理…………………………………………12
2.3 脂肪族二異氰酸鹽(H12-MDI)的反應…………………13
2.4 聚氨基甲酸酯的微相分離理論及構造……………………14
2.5 水性聚氨基甲酸酯的乳化分散原理………………………18
2.5.1 PU離子聚合體………………………………………………18
2.5.2 水性PU離子聚合體分散原理………………………………19
2.5.3 加水乳化分散過程…………………………………………23
2.5.3.1 分散過程的機構……………………………………………23
2.5.3.2 PU離子聚合體加水乳化分散流程…………………………24
2.6 熱重分析……………………………………………………26
第三章 實驗…………………………………………………………28
3.1 實驗藥品……………………………………………………28
3.2 實驗裝置……………………………………………………30
3.3 實驗儀器……………………………………………………31
3.4 實驗流程……………………………………………………35
3.5 實驗步驟……………………………………………………38
3.5.1 奈米銀溶液之合成…………………………………………38
3.5.2 水性聚氨基甲酸酯之合成…………………………………38
3.5.3 水性聚氨基甲酸酯/奈米銀複合聚合體…………………40
3.6 實驗成分與比例……………………………………………41
第四章 結果與討論…………………………………………………43
4.1 奈米粒子分析………………………………………………43
4.2 紅外線光譜分析……………………………………………45
4.2.1 水性聚氨甲酸酯之紅外線光譜分析………………………46
4.2.2 水性聚氨甲酸酯/奈米銀複合聚合體之紅外線光譜分析.49
4.3 紫外光-可見光分析………………………………………51
4.3.1 水性聚氨基甲酸酯/奈米銀複合聚合體的紫外光-可見光分析………………………………………………………………………51
4.4 感應耦合電漿光譜儀………………………………………52
4.4.1 水性聚氨基甲酸酯/奈米複合聚合體之感應耦合電漿光譜分析……………………………………………………………………52
4.5 AFM表面型態分析…………………………………………53
4.5.1 水性聚氨甲酸酯/奈米複合聚合體之表面型態分析……53
4.6 抗菌測試……………………………………………………58
4.7 溶液性質分析………………………………………………60
4.7.1 水性聚氨甲酸酯之表面張力與接觸角測試………………60
4.8 熱重分析……………………………………………………61
4.8.1 水性聚氨甲酸酯之熱重分析………………………………61
4.8.2 水性聚氨基甲酸酯/奈米銀複合聚合體之熱重分析……63
4.9 耐鹼性測試…………………………………………………66
4.10 機械性質分析………………………………………………67
4.10.1 水性聚氨甲酸酯之機械性質分析…………………………67
4.10.2 水性聚氨甲酸酯/奈米複合聚合體之機械性質…………69
第五章 結論…………………………………………………………72
參考獻…………………………………………………………………74
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