化學誘發相分離之研究

Study on Chemically Induced Phase Separation

黃南都(Nan-Du Huang)

指導教授 ： 鄭國忠

國立臺北科技大學/工程學院/化學工程所/碩士(2005年)

摘要

本研究利用化學誘發相分離製成一具有多孔性結構的薄膜，並且選擇不同聚合界面、多成份環氧樹脂及造孔劑比率，以控制薄膜表面及內部孔洞之形態。在本研究中，以雙酚A型的環氧樹脂（D.E.R. 331）與長鏈型的聚乙二醇環氧樹脂（D.E.R. 732）為聚合單體，二次乙基三胺（DETA）為硬化劑，並分別使用二甲基庚酮及環己醇為溶劑，於恆溫下利用逐步聚合的硬化反應，合成具有多孔性表面之薄膜，並利用SEM觀察薄膜的形態。研究結果發現，成膜溶液中的單體溶液與溶劑會在聚合過程中，於界面處發生相分離，形成表面多孔之形態，其孔徑尺寸會隨著單體溶液與貼合界面間的可潤濕程度之減小而增加。但是，單體溶液與所貼合之界面潤濕性更低時，則薄膜表面的孔徑尺寸反而會呈現出減小的趨勢。另一方面，薄膜內部的孔洞形態，則主要是受制於溶劑的比例與種類。當溶劑含量愈高時，其孔洞會愈大，而孔徑尺寸會呈現出較為寬廣的分佈。隨著D.E.R. 732的增加，其可能D.E.R. 732與溶劑溶解度參數較接近，會使孔洞變小；而後繼續增加，孔洞會變的緻密。
本研究二利用DSC和吸收光譜儀求得霧點轉化率，探討組成對霧點轉化率的關係，即為化學誘發相分離的相圖。可知在霧點轉化率曲線的左邊為穩態區域，無相分離的產生，也就是無孔洞的產生；但在霧點轉化率曲線的右邊為介穩態區域，有相分離的產生，但為封閉型孔洞且不是連續式或互穿型的孔洞。可知霧點轉化率曲線隨著溫度升高，曲線也就往上移。由化學誘發相的相圖可知，靠著適當選擇組成的混合液和改變聚合條件，可使調控高分子薄膜孔洞形態。

關鍵字

化學誘發相分離 ； 環氧樹脂薄膜 ； 表面形態 ； 霧點轉化率

並列摘要

Membranes with porous structure were formed by polymerization induced phase separation. In this study, the porous membranes were made of stepwise polymerization of a mixture of bisphenol-A epoxy resin (D.E.R. 331), polyglycol diepoxide resin (D.E.R. 732), and curing agent, diethylenetriamine (DETA), in different porogen. The surface morphology of membranes was observed by a SEM. It was found that the surface morphology of membrane is changed with the contact films. First, the pore size of the membrane surface increases with decreasing the wetting between the monomer solution and the contact films. However, the curing solution covered by a film with very low wet ability, such as Teflon, a dense skin or smaller pores formed during cure. The morphology of the membrane is also dependent on the ratio of D.E.R 732. The cloud-point profiles changed with the epoxy conversion at various temperatures were determined by a DSC and a microscope coupled with a UV-Vis spectrometer. The conversion of cloud-point increases with the curing temperature.

並列關鍵字

chemically induced phase separation ； epoxy membrane ； surface morphology ； cloud-point conversion

參考文獻

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