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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李怡瑾
研究生(外文):Yi-Jin Li
論文名稱:聚對位對甲基苯乙烯與聚環氧乙烷之立體規則性雙嵌段共聚物之合成與奈米結構自我組裝
論文名稱(外文):Stereoregular Diblock Copolymer Of Syndiotactic Poly(4-methylstyrene) And Polyethylene oxide:Syntheses And Self-assembly Studies
指導教授:蔡敬誠
指導教授(外文):Jing-Cherng Tsai
口試委員:陳信龍何榮銘林慶炫蔣酉旺
口試委員(外文):Hsin-Lung ChenRong-Ming HoChing-Hsuan LinYeo-Wang Chiang
口試日期:2012-07-18
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:化學工程研究所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:110
中文關鍵詞:雙嵌段共聚高分子金屬茂觸媒系統開環聚合
外文關鍵詞:stereoregular diblock copolymerchain transfer agentliving ring opening polymerization
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本實驗研究中使用金屬茂觸媒系統(Metallocene system)來進行反應,其所用的觸媒為:Cp*Ti(OMe)3,助觸媒為:MAO進行對位性聚4-甲基苯乙烯(syndiotatic poly-4-methylstyrene,sPMS)的合成,並藉由導入DMPVS作為鏈轉移劑,使得金屬茂觸媒系統的鏈轉移反應(chain transfer reaction)趨向專一,再經由雙氧水的氧化、水解反應可有效得到末端具有氫氧基的對位性聚4-甲基苯乙烯(hydroxyl-capped sPMS,sPMS-OH),並改變其鏈轉移劑用量及反應溫度,以控制其分子量變化。
之後再以開環聚合方式,利用鉀金屬(K)作為co-initiator將其前驅物sPMS-OH轉換成sPMS-O-K+之macroinitiator,與環氧乙烷(EO)單體進行第二段嵌段高分子的鏈成長反應以合成出sPMS-b-PEO之雙嵌段共聚高分子。
本實驗可有效地控制雙嵌段共聚物之分子量與分子量分佈,另外藉由GPC、DSC、NMR、小角X光繞射分析之實驗結果確認本實驗可以成功合成出能進行奈米自我組裝之sPMS-block-PEO雙嵌段共聚物。

In this research, stereoregular diblock copolymer of syndiotactic poly-4-methylstyrene block poly-ethylene oxide (sPMS-block-PEO) were prepared in two steps. First, dimethylphenylvinylsilane end-capped sPMS (DMPVS-capped sPMS) was prepared by syndiospecific polymerization of 4-methylstyrene conducted in the presence of dimethylphenylvinylsilane (DMPVS, chain transfer agent) using (Cp*Ti(OMe)3)/MAO as the syndiospecific catalyst. Subsequently, the resulting DMPVS-capped sPMS was allowed to undergo functional group transformation reaction to provide the OH-capped sPMS. The resulting hydroxyl end-group of the sPMS-OH can be used to undergo living ring opening polymerization of ethylene oxide for providing the sPMS-block-PEO as the structurally well-define stereoregular diblock copolymer for use in the self-assembly studies.
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-1-1 聚苯乙烯之簡介 1
1-1-2 聚環氧乙烷之簡介 5
第二章 基本理論 10
2-1 烯烴的配位聚合反應的介紹 10
2-2 金屬茂觸媒介紹( Metallocene/MAO 系統) 11
2-2-1 緣起與發展 11
2-2-2 助觸媒MAO之簡介 13
2-2-2.1 助觸媒MAO在metallocene觸媒中提升活性的機制 14
2-2-2.2 Metallocene觸媒的聚合反應機制 16
2-2-3 Metallocene觸媒系統之優點 19
2-3 嵌段高分子(Block Copolymer)之簡介 22
2-3-1 嵌段共聚高分子之介紹 22
2-3-1.1 嵌段共聚高分子自組裝行為(self-assembly) 23
2-4 嵌段高分子的合成簡介 25
2-5 活性聚合反應(living polymerization) 30
2-5-1 原子轉移自由基聚合反應(ATRP, Atom Transfer Radical Polymerization)簡介 30
2-5-2 開環聚合反應(ROP, Ring Opening Polymerization)簡介 33
2-5-3 可逆加成-斷裂鏈轉移自由基聚合方法(Reversible Addition Fragmentation Transfer, RAFT)簡介 37
第三章 研究大綱 40
第四章 實驗部分 41
4-1 實驗藥品 41
4-2 單體及溶劑的純化 45
4-3 實驗設備與分析儀器 48
4-3-1 實驗設備 48
4-3-2 分析儀器 49
4-4 分析儀器原理 49
4-4-1 凝膠滲透層析儀(Gel Permeation Chromatography) 49
4-4-2 微差掃描熱分析儀(Differential Scanning Calorimeter) 53
4-4-3 核磁共振光譜儀(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) 57
4-4-4 小角度X光繞射儀(Small Angle X-ray Scattering) 60
4-5 實驗步驟 64
4-5-1 Metallocene觸媒之配置 64
4-5-2 MAO助觸媒之配置 64
4-5-3 合成末端為DMPVS之對位聚4-甲基苯乙烯高分子(C6H5-Si(CH3)2-CH=CH- capped syndiotactic poly(4-methylstyrene) copolymer,sPMS) 65
4-5-4 合成末端為乙烯基之對位聚4-甲基苯乙烯高分子(ethenyl-capped syndiotactic poly(4-methylstyrene) copolymer) 66
4-5-5 合成末端為醇基之對位聚4-甲基苯乙烯高分子(hydroxyl-capped syndiotactic poly(4-methylstyrene) copolymer) 67
4-5-6 以開環聚合方式合成sPMS-b-PEO之嵌段高分子 68
第五章 結果與討論 69
5-1 Metallocene/MAO觸媒系統聚合sPMS 69
5-2 末端為DMPVS基之sPMS高分子鑑定 71
5-2-1 末端為DMPVS基之sPMS 1H-NMR圖譜分析 71
5-2-2 末端為DMPVS基之sPMS 13C-NMR與13C-DEPT-135圖譜分析 72
5-2-3 末端為DMPVS基之HMQC圖譜分析 73
5-2-1 末端為DMPVS基之HMBC圖譜分析 75
5-3 末端含乙烯基之sPMS高分子鑑定 78
5-3-1 末端含乙烯基之sPMS 1H-NMR之圖譜分析 78
5-4 末端含醇基之sPMS高分子鑑定 80
5-4-1 sPMS-t-OH之1H-NMR圖譜分析 80
5-4-1 sPMS-t-OH之HMQC與13C-DEPT-135圖譜分析 81
5-4-2 sPMS-t-OH之HMBC圖譜分析 82
5-5 sPMS-block-PEO之高分子鑑定 83
5-5-1 sPMS-b-PEO之1H-NMR圖譜分析 85
5-5-2 sPMS-b-PEO之13C-DEPT-135圖譜分析 86
5-5-3 sPMS-b-PEO嵌段共聚高分子的DSC圖分析 87
5-5-4 sPMS-b-PEO嵌段共聚高分子形態學(morphology)的討論 90
5-5-5 sPMS-b-PEO之結晶性討論 93
第六章 結論 94
參考文獻 95


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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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