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研究生:王駿森
研究生(外文):Jun-Sen Wang
論文名稱:含銀金屬聚胺基甲酸酯之合成與性質研究
論文名稱(外文):The study on the synthesis and properties of polyurethanes containing silver metal
指導教授:王月花孫茂誠
指導教授(外文):Yueh-Hua WangMaw-Cherng Suen
口試委員:蔡惠安李訓清許耀基
口試委員(外文):Hui-An TsaiHsun-Tsing LeeYao-Chi Shu
口試日期:2011-07-20
學位類別:碩士
校院名稱:南亞技術學院
系所名稱:材料應用科技研究所
學門:自然科學學門
學類:其他自然科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:聚胺基甲酸酯硝酸銀4-胺基吡啶
外文關鍵詞:PolyurethaneSilver Nitrate4-Aminopyridine
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本研究硬鏈段主要使用芳香族4,4’-二苯甲基二異氰酸鹽(4,4-Methlene-bis-(Phenylisocyanat),MDI)及軟鏈段聚丁醚二醇(Polyether glycol PTMG)所合成之聚胺基甲酸酯預聚合體,再與4-胺基吡啶(4-Aminopyridine)及硝酸銀(Silver Nitrate)合成產生的4-AgPyNH2(Bis(4-Aminopyridyl)Silver)鏈延長劑行聚合反應,聚合而成4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料,探討改變4-AgPyNH2鏈延長劑對聚合體之比例,並藉由熱性質、機械性質與抗菌試驗等暸解材料特性。
經由FTIR與NMR可以證實成功合成4-AgPyNH2鏈延長劑與成功聚合4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料。TGA測試之熱裂解溫度,從分析顯示,一次裂解溫度是呈現上升趨勢,因4-AgPyNH2鏈延長劑耐熱性質較低所以二次裂解是呈現下降趨勢。DMA與DSC測試分析,發現儲存模數、Tg與Tm隨4-AgPyNH2鏈延長劑增加而增加。由分光光度計測試發現4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料具有紫外光遮蔽效果。XRD測試分析顯示2θ的角度為21°及24°左右出現聚胺基甲酯結晶峰與在2θ的角度為32°結晶波峰屬於銀離子的結晶峰。EDS測試分析圖,可以得知隨著4-AgPyNH2鏈延長劑增加,銀離子含量呈現增加。MTS測試之機械性質分析強度、伸長率隨4-AgPyNH2鏈延長劑增加而下降,而楊氏係數有顯著增加。膨潤度試驗,顯示隨著4-AgPyNH2鏈延長劑增加膨潤度而下降。且藉由金黃色葡萄球菌與肺炎桿菌作抗菌測試,可得知4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料皆具有其抗菌性。

In this study, the hard segment mainly uses the polyurethane pre-polymer synthesized from aromatic 4,4-Methlene-bis- (Phenylisocyanat) (MDI) and the Polyether glycol (PTMG), and then undergo polymerization reaction with the 4-AgPyNH2 chain extender produced from the synthesis of 4-Aminopyridine and Silver Nitrate, this reaction will produce 4-AgPyNH2/polyurethane material. We study the relationship of 4-AgPyNH2 chain extender changes to the ratio of polymer, and to understand the material properties by the thermal properties, mechanical properties, and antibacterial test and so on.
It can be proved by FTIR and NMR there were successfully synthesis of 4-AgPyNH2 chain extender and successfully polymerization of 4-AgPyNH2/polyurethane materials. Analysis of the thermal pyrolysis temperature of TGA test shows that primary pyrolysis temperature presents rising tendency, and the secondary pyrolysis presents decline tendency due to low heat resistance property of 4-AgPyNH2 chain extender. In the analysis graphs of DMA and DSC test, we found the storage modulus, Tg and Tm will increase along with the 4-AgPyNH2 chain extender increased. We use spectrophotometer to find that Polyurethane/4-AgPyNH2 composite material has ultraviolet shielding effect. In the analysis graph of XRD test, it shows that around 21° and 24° of 2θ angle appear the peak of polyurethane crystal and the 32° of 2θ angle shows the peak of silver ion crystal. In the analysis graph of EDS test, we know that silver ion content appear increasing along with 4-AgPyNH2 chain extender increased. The mechanical strength and elongation in MTS test will decrease along with 4-AgPyNH2 chain extender increased, and the Young’s modulus coefficient has increased significantly. In swelling experiment, it shows the degree of swelling decrease along with 4-AgPyNH2 chain extender increased. And we use Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae for antibacterial test can know that the anti-bacterial properties of Polyurethane/4-AgPyNH2 materials will increase along with the 4-AgPyNH2 chain extender increased.

中文摘要 I
英文摘要 III
誌謝 V
目錄 VI
表目錄 X
圖目錄 XI
第一章 前言 1
1.1聚胺基甲酸酯 1
1.2聚胺基甲酸酯結構 1
1.3聚胺基甲酸酯理論 3
1.4聚胺基甲酸酯特性 5
1.5聚胺基甲酸酯其添加金屬選擇與抗菌性 5
1.6實驗動機 6
第二章 文獻回顧 7
2.1聚胺基甲酸酯發展史 7
2.2聚胺基甲酸酯相關研究 10
第三章 實驗 14
3.1實驗藥品 14
3.2實驗設備 16
3.3檢測儀器 17
3.4 4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料之材料配方 19
3.4.1 4-AgPyNH2鏈延長劑莫爾比例設計 19
3.4.2 4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料之材料配方 19
3.5實驗流程 20
3.5.1實驗流程圖 20
3.6實驗步驟 21
3.6.1 4-AgPyNH2鏈延長劑合成 21
3.6.2 合成4-AgPyNH2鏈延長劑結構式 21
3.6.3 4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料聚合 22
3.6.4 4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料材料聚合結構式 23
3.7 4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料膜鑑定方法 24
3.7.1 4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料膜鑑定與物性分析 24
3.7.1.1傅立葉轉換紅外線光譜儀(FTIR) 24
3.7.1.2熱重損失分析(TGA) 25
3.7.1.3熱示差掃描分析儀(DSC) 25
3.7.1.4分光光度計 26
3.7.1.5動態機械分析儀(DMA) 26
3.7.1.6 X-光繞射分析儀(XRD) 27
3.7.1.7能量散佈光譜分析儀(EDS) 28
3.7.1.8液態超導核磁共振儀(NMR) 29
3.7.1.9萬能拉伸試驗機MTS 29
3.7.1.10抗菌試驗 31
3.7.1.11膨潤度試驗 32
第四章 結果與討論 33
4.1 4-AgPyNH2鏈延長劑鑑定 33
4.1.1傅立葉紅外線光譜(FTIR) 33
4.1.2核磁共振儀(NMR) 34
4.2 4-AgPyNH2/聚胺基甲酸酯材料鑑定 36
4.2.1傅利葉紅外線光譜(FTIR) 36
4.2.2熱重損失分析(TGA) 38
4.2.3 熱示差掃描分析(DSC) 42
4.2.4分光光度計 45
4.2.5動態機械分析(DMA) 47
4.2.6 X-光繞射分析儀(XRD) 49
4.2.7能量散佈光譜分析儀(EDS) 51
4.2.8萬能拉伸試驗機(MTS) 54
4.2.9膨潤度 57
4.2.10抗菌試驗 59
第五章 結論 62
參考文獻 64

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