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研究生:張育誠
研究生(外文):Yu-Cheng Chang
論文名稱:聚碳酸酯二醇製備聚氨酯聚合物之物性及染色性研究
論文名稱(外文):Physical and Dyeing Properties of Polyurethane Copolymers using Polycarbonate Diol
指導教授:段葉芳段葉芳引用關係
口試委員:陳宏亦林岩錫楊勝俊
口試日期:2012-06-15
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
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:79
中文關鍵詞:聚碳酸酯二醇聚氨基甲酸酯螢光染料
外文關鍵詞:Polycarbonate DiolPolyurethaneFluorescence Dye
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本研究之重點在於使用聚碳酸酯二醇系列的多元醇製備聚氨基甲酸酯。首先,將使用脂肪族且具有六碳環節的二異氰酸異佛爾酮(isophorone diisocyanate)與分散藍(Disperse blue 1)反應,利用異氰酸鹽的NCO官能基與分散藍的NH2反應,將鏈延長劑1,4-丁二醇(1,4-Butanediol)與分散藍分別以100/0、75/25、50/50、25/75的比例,加入聚碳酸酯二醇形成聚氨基甲酸酯預聚合物,利用IR與NMR判定是否形成-NH-CO-NH-反應官能基使異氰酸鹽成功引入具有螢光染料的結構,針對聚合物的物性及色遷度加以探討。
經測試結果得知:在熱性質方面,由DSC測試顯示聚氨基甲酸酯聚合體為兩相結構且具有相分離,Tgs與軟鏈段長度有關,而隨著染料分子的染著使得Tgh有增加的趨勢,Tgs則不會有明顯的變化;聚碳酸酯二醇的分子量對聚氨基甲酸酯的性能影響很大,以PCDL800系列製備的聚氨基甲酸酯,其UV穿透率較高、熱穩定性較佳。


The main point of this study is polyurethanes(PUs) were synthesized from using series of polycarbonate diol. Firstly, we want to react use isophorone diisocyanate (IPDI) of aromatic with Disperse blue 1, Use of the NCO functional groups of aliphatic isocyanates and react with the NH2 functional groups of Disperse blue 1.The polyurethane prepolymer was then extended with mixture of 1,4-butanediol and Disperse blue 1(the proprtion of 1,4-butanediol 100%,75%,50%,25%),By using IR and NMR determine whether the formation of –NH-CO-NH- confirmed to isocyanate structure of the fluorescent dye.The chemical, physical and the dyeing propeties of polyurethane copolymers are discussed.
From experimental DSC measurement,it shows that the polyurethane copolymers have two phase structures and good phase separation. Moreover, the Tgsis found to change with the length of soft segment,the dyed copolymers exhibit higher Tgh than those of without dyeing, but Tgs is not obviously changed. The molecular weight of the polycarbonate diol is a great influence on polyurethane copolymers.The copolymers of PCDL800 series,the penetration of UV results is higher than PCDL2000 series, the thermal stability is better than PCDL2000 series.


摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 IV
目錄 VI
表目錄 IX
圖目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2動機與目的 3
第二章 相關理論及文獻回顧 4
2.1 聚氨基甲酸酯 4
2.1.1 聚二元醇(Polyol) 8
2.1.2 聚碳酸酯二醇 (Polycarbonatediol) 9
2.1.3 二異氰酸酯(Diisocyanate) 10
2.1.4 鏈延伸劑 (Chain extender) 14
2.1.5 催化劑 (Catalyst) 15
2.1.6 溶劑的選擇 16
2.2 聚氨基甲酸酯之相關性質 17
2.3 軟鏈段的影響 23
2.4 螢光染料(Fluorescence Dye) 24
2.4.1 螢光染料的基本條件 25
2.4.2 螢光染料分子結構分類 26
2.5 共價染著原理 30
2.6 黏著理論 32
2.6.1擴散理論 32
2.6.2物理吸附理論 33
2.6.3機械性交互鎖扣 33
2.6.4靜電理論 33
2.6.5化學鍵結 34
第三章 實驗 35
3.1實驗藥品 35
3.2實驗步驟與流程 38
3.2.1 合成反應裝置 39
3.2.2 螢光isocyanate合成 40
3.2.3 聚氨基甲酸酯合成 41
3.2.4 PU預聚物 NCO%滴定法 43
3.2.5 色遷度 44
3.3儀器裝置及原理 45
3.3.1 傅立葉式紅外線吸收光譜儀(FT-IR) 45
3.3.2 膠體滲透層析儀(GPC) 47
3.3.3 核磁共振儀(NMR) 48
3.3.4 熱重分析儀(TGA) 49
3.3.5 熱示差掃瞄卡量計(DSC) 50
3.3.6 接觸角 52
3.3.7 紫外光-可見光光譜儀(UV/VIS) 53
3.3.8 塗佈工具 55
第四章 結果與討論 57
4.1 紅外線光譜儀(FT-IR)鑑定 57
4.2 膠體滲透層析儀(GPC)分析 60
4.3 核磁共振(NMR)鑑定 62
4.4 熱重分析儀(TGA)分析 66
4.5 熱示差掃描卡量計(DSC)分析 69
4.6 接觸角 72
4.7 紫外光-可見光光譜儀(UV/VIS)分析 74
第五章 結論 75
参考文獻 76


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