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研究生:黃詒恩
研究生(外文):HUANG YIEN
論文名稱:添加澱粉對親水性聚胺基甲酸酯(PU)泡棉物性的影響
論文名稱(外文):The effect of adding starch on the physical properties of hydrophilic polyurethane foam
指導教授:張有義張有義引用關係
口試委員:徐武軍徐治平
口試日期:2017-05-23
學位類別:碩士
校院名稱:東海大學
系所名稱:化學工程與材料工程學系
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:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:聚胺基甲酸酯
外文關鍵詞:PU
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目前製備親水性PU Foam的方法,主要是使用水當作發泡劑,藉由水和異氰酸酯反應時產生的二氧化碳氣體,使得聚氨基甲酸酯在聚合物形成中組成孔洞結構,但水分在多元醇預聚物中的不均勻性時常導致產品孔洞尺寸不均勻。因此本論文研究方向為添加澱粉作為水分子吸附劑,藉由澱粉吸附多元醇預聚物中的水並均勻分散於其中,使得發泡反應進行時以澱粉顆粒為中心,異氰酸酯得以與澱粉釋放的水分子進行發泡反應而得到較細緻的孔洞,進而探討其物性及結構上的差異。
本論文對PU Foam進行分析的方法主要有:
1. 透過場發式電子顯微鏡進行觀察PU的孔徑大小與內部結構。
2. 透過錄影設備來觀測在有無添加澱粉時的多元醇預聚物之發泡過程。
3. 使用熱重分析儀對PU Foam測量脫水速率。
4. 使用拉伸試驗機測量PU Foam的機械性質。
5. 使用硬度計測量PU Foam的硬度變化。
由實驗結果發現,澱粉確實能夠有效的吸附水分子,使得發泡過程中能夠產生小氣泡,進而使泡孔均勻且大小較為一致。從SEM圖看孔洞結構,澱粉添加至0.2wt%時PU Foam的孔洞最為均勻且細緻;由機械性質分析結果得知,澱粉添加量越多時,其楊氏係數越高。

Polyurethane Foam (PU Foam) are mainly prepared by reacting water with isocyanates to produce carbon dioxides as the foaming agent, which forms the pore structure of PU foam consequently. But the non-uniformity of moisture contents in the pre-polymer of isocyanates often leads to the instable pore size distribution of the PU foam. Therefore, the main purpose of this research is to add starches as the water molecular adsorbent, which can serve as the foaming reaction center and produce small carbon dioxide efficiently. The results of the experiments prove that the added starches can adsorb small amounts of water molecules, which can produce smaller bubbles and make the small and uniform pore size in the present foaming process. The best result is obtained at 0.2 wt% added starches when Young's Modula are determined.
中文摘要 III
Abstract IV
誌謝 V
目錄 VI
圖目錄 VIII
表目錄 XIII
第一章 緒論 1
第二章 文獻回顧與原理介紹 2
2-1 聚胺基甲酸酯(Polyurethane,PU) 2
2-2 微相分離理論 5
2-2-1 軟鏈節效應 6
2-2-2 硬鏈節效應 6
2-3 聚胺基甲酸酯的配方組成 7
2-3-1 多元醇( Polyol) 7
2-3-2 異氰酸酯( Isocyanates) 9
2-3-3 鏈延長劑 12
2-3-4 催化劑( Catalysts ) 15
2-3-5 發泡劑( Blowing agents ) 17
2-3-6 吸附劑 19
2-4 聚胺基甲酸酯的反應機構 21
第三章 實驗方法 23
3-1 實驗流程圖 23
3-2 實驗儀器 24
3-3 實驗藥品 25
3-4 吸水性PU Foam 的製備 26
3-5 物性測試 27
3-5-1 試片製備 27
3-5-2 表面結構分析 - Field Emission-Scanning Electron Microscope(FE-SEM) 27
3-5-3 脫水速率分析 - Thermogravimetric Analysis(TGA) 28
3-5-4 機械強度和拉伸長度分析 – Instron 28
3-5-5 硬度分析 - Durometer Hardness 29
第四章 結果與討論 30
4-1 親水性PU Foam 的泡孔結構與發泡高度分析 31
4-1-1 空白親水性PU Foam樣品 31
4-1-2 添加有不同比例澱粉的親水性PU Foam樣品 36
4-2 添加澱粉的多元醇預聚物加入MDI製作pu泡綿的發泡過程 50
4-3 脫水速率分析 59
4-4 機械性質 62
4-5 硬度分析 67
第五章 結論與建議 70
參考文獻 72
附錄 74

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