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研究生:林君璞
研究生(外文):Jyun-pu Lin
論文名稱:應用田口實驗設計合成PS奈米球之研究
論文名稱(外文):Study on the synthesis of PS nanospheres by Taguchi experimental
指導教授:詹志潔詹志潔
口試委員:陳錦毅曾怡享
口試日期:2014-06-24
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:化學工程學系
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:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:聚苯乙烯奈米球乳化聚合光子晶體
外文關鍵詞:polystyrene nanospheresemulsion polymerizationphotonic crystals
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聚苯乙烯奈米球可以廣泛應用於塗料、薄膜、醫藥和生物化學上,也可以進一步用各種方法組裝成一維、二維或三維光子晶體結構,做為氣體感測器或光學元件方面的應用,因為其應用廣泛,所以製備可以控制粒徑大小並且粒徑均勻分散的微球就成為了許多研究的目標。
本研究是以乳化聚合法和無乳化劑乳化聚合的方式合成聚苯乙烯奈米球,並進一步以自組裝方式中的自然沉降法,製成三維光子晶體結構,溶劑為水,界面活性劑為硫酸十二烷鈉(SDS)、起始劑則使用過硫酸鉀(KPS),儀器檢測部分為使用紫外-可見光光譜儀檢測光子晶體特徵波長,以雷射粒徑分析儀檢測粒徑和標準差。實驗設計規劃則用田口方法,選用直交表L9(34)做實驗設計,探討聚合反應中的溫度、界面活性劑濃度、單體濃度和起始劑濃度等實驗變因對粒徑均一性的影響大小,找出改善粒徑均一性的最佳條件配方,並建立波長和粒徑之間的關係,探討實驗變因對波長、粒徑和固含量之間的影響。
Polystyrene nanospheres is widely used in coatings, film, medicine, and biochemistry. It also can be further assembled into a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional photonic crystal structure as a gas sensor. Because of its wide range of applications, synthesis of monodispersed polystyrene nanospheres and control the particle size become the goal of many studies.
Monodispersed polystyrene nanospheres with diameters between about 100-500 nm were synthesized following standard emulsion polymerization in this study. It was using styrene as monomer, sodium n-dodecyl sulfate (SDS) as anionic surfactant, potassium peroxodisulfate (KPS) as initiator. The PS photonic crystal templates were assembled orderly on clean glass substrates using a sedimentation method from the emulsion of PS. The reflection spectra of PS templates were measured using UV/VIS spectrophotometer, and the diameter of the spheres was measured by using Submicron Particle Size Analyzer (SPSA).The preparation parameters including the amount of water, monomer, surfactant, initiator, and temperature of the polymerization process were investigated by Taguchi statistical experiments to determine the influence of synthesizing variables on the optimal conditions and realize the minimum diameter standard deviation of the polystyrene nanospheres.
致謝 I
摘要 II
Abstract III
目錄 i
圖目錄 iv
表目錄 v
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 聚苯乙烯乳膠合成簡介 3
2.1.1 懸浮聚合法 4
2.1.2 乳化聚合法 5
2.1.3 乳化聚合顆粒尺寸影響原因 8
2.2 光子晶體簡介 8
2.3 田口方法歷史回顧 11
第三章 研究方法 13
3.1實驗藥品 13
3.2實驗儀器 14
3.3實驗裝置 15
3.4實驗步驟 16
3.4.1 合成聚苯乙烯微球 16
3.4.2 固含量及波長 17
3.4.3 粒徑測量 17
3.5 實驗方法 18
3.5.1 田口方法簡介 18
3.5.2 步驟 18
第四章 結果與討論 20
4.1 田口方法標準差分析及驗證 20
4.2 儀器檢測結果 30
第五章 結論與未來展望 38
5.1結論 38
5.1.1 田口方法標準差分析 38
5.1.2 實驗檢測數據分析 39
5.2未來展望 40
參考文獻 41
附錄一 43
附錄二 47
附錄三 48
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