1. 製備多功能性感光高分子 2. 改質性PU製備高分子電解質

1. Preparation of Multi-Functional Photosensitive 2. Preparation of Polymer Electrolyte by Modified Polyurethane

黃亮中(Liang-Zhong Huang)

指導教授 ： 段葉芳

國立臺北科技大學/工程學院/化學工程研究所/碩士(2010年)

摘要

PART I
本研究藉由二異氫酸樹酯與Polyol合成出高分子預聚物後，再添加酒石酸 ( Tartaric ) 合成出多功能高分子，並於其中添加感光性高分子，形成光阻，以利顯影製程中感光使用。
由紅外線光譜圖可知在2260 cm-1處之吸收峰已消失，表示二異氫酸鹽之-N=C=O鍵已與Polyol之-C=O鍵作用生成氨基甲酸酯鍵，再加上1732 cm-1處吸收鋒出現，表示為酒石酸上之-C=O鍵，故推測初步合成成功，從比例表中可知，不管是Polyol比例減少或是酒石酸比例減少，其熱裂解溫度接從200.6逐漸往下降，顯然其耐熱程度有下降趨勢。另外從酸價表中可知其酸價度介於20~200之間，表示高分子本身帶有酸基，在顯影製程中去掉高分子，其結果也可從顯影SEM圖中看出。且從SEM圖中可看出，曝光圖案解析度佳，且不任何倒塌圖案，顯示高分子本身交聯程度良好，此一結果也可從GPC圖中發現，測試出分子量主要是以高分子主產物為主。另外再由NCO含量測試中可知其NCO%大約再0.5%以下，表示殘存之NCO% 濃度已呈稀少，本身便降低為低毒性高分子。
PART II
本研究利用poly(propylene glycol) (PPG)，isophporne diisocyanate (IPDI)及1,4-butanediol (1,4 BDO) 合成出熱塑性聚氨基甲酸酯 (TPUs)，研究TPU作為高分子電解質時，其高分子結構對導電度及形態上的影響。結果顯示導電度取決於高分子中軟鍊段的濃度大小、結晶度以及高分子中展現的相分離程度。從導電度分析可得知其中一種TPU固態電解質在室溫下具有的導電度高達4.937×103 S/cm。
更進一步地添加poly(hexane-1,6-diyl carbonate) diol (PHCD) 作為高分子的軟鍊段，並將合成出來的PU加入LiClO4形成高分子電解質，並藉由IR探討高分子溶合鋰鹽離子的能力，以及從AC-Impedance討論導電行為。從IR結果得知在3440 cm-1處為-N-H基吸收峰，隨著鋰鹽濃度，其波數有些微增加的趨勢，顯示因鋰鹽加入與高分子的-N-H基產生分子間作用力，使得-N-H鍵長縮短，波數增加。由DSC可知隨著PHCD分子量的增加，其Tg點從-54℃降至-57℃，顯示添加了PHCD之後使得高分子本身結晶度減少，再從導電度中可發現，Tg點降低，則導電度提高。
最後我們使用PVDF/HFP去製備具孔洞型之薄膜藉以吸收更多之PU電解質，從SEM圖中可得知其相轉變製作孔洞成功，且從導電度分析可知其導電度在室溫下仍達6.3×10-5。

關鍵字

1. 聚氨基甲酸酯 ； 酒石酸 ； 曝光測試 ； GPC ； 2. 聚氨基甲酸酯 ； 電解質 ； AC-Impedance ； PHCD

並列摘要

PART I
We want to synthesis the multiple-functional photosensitive polymer to enhance the polymer`s mechanical strength。In the exposure test，we hope that polymer`s crosslinking were excellently，so we could find out in the IR spectrum，in the 2260 cm-1，the peak has goned。It`s reveal`s tht –N=C=O peak has been reaction with the –C=O bond。
Also we can find out the GPC spectrum reveal1s that there were some biproducts in the spectrum，it must be reaction not fully。But from the exposure test，we can see that the line patern are clearly，and not brokend。So we say that the synthesis was succesful。
PART II
Polymer electrolyte (PE)，which were synthesized based on polyurethane 、isophporne diisocyanate (IPDI) and 1,4-butanediol (1,4 BDO)，were used as the matrices of solid polymer electrolytes based on lithium perchlorate ( LiClO4 ) in this study. Study on the polymer structure to the conductivity and mophology。The research has pointed out the conductivity dependented on the soft segement concentraction、crystallinity、and phase seperation。The results appearanced that PE has conductivity 4.937×103 S/cm in the room temperature。
Furthermore，we added the poly(hexane-1,6-diyl carbonate) diol (PHCD) as the soft segment in the PU polymer and discussed the lithium ion`s solvation。And discuss the salvation of polymer by FT-IR spectrum，also discusing the conductivity ability by AC-Impedance。From the FT-IR，we can know the-N-H group`s absorbance peak at 3440cm-1，increasing the Li+concentration the –N-H group`s peak will move from low wavenumber to high wavenumber。The result reveals that addition the Li+ will action with –N-H group to result in bond length shortly and wavenumber increase。Then we use the PHCD to reduce the crstallinity and the phase seperation。From the DSC graph，we know the Tg point reduce from -54 to -57℃。And from the conductivity test can know Tg point reduce，the conductivity will increase。
Finally，we preparation the composite SPE base on the PVDF/HFP。We preparation the porous membrane of PVDF/HFP to enhace the absorption of PU-base electrolyte。From the SEM graphs can found the method of preparation membrane with porous are succesuly，and from the conductivity tests can obtain the conductivity 6.3×10-5 in the room temperature。

並列關鍵字

1. Polyurethane ； Tartaric ； exposure test ； GPC ； 2. Polyurethane ； electrolyte ； AC-Impendent ； PHCD

參考文獻

[4] B. Scrosati, Applications of Electroactive Polymers, Chapman & Hall, London,

UK (1993).

Applications,VCH, New York, USA (1991).

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