方向性與溫度敏感型纖毛化薄膜之表面型態及潤濕性研究

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游政昇(Jheng-Sheng You)

指導教授 ： 金惟國

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2008年)

摘要

蓮葉表面的臘質與階層結構，使其展現超疏水及自清潔性質。以仿生之概念，結合表面規則性構造，或利用材料本身特性等方式，使薄膜擁有特殊的功能性，如非等向性潤濕性質、溫度敏感型薄膜與油水分離薄膜等。本實驗以模板法製備表面纖毛化薄膜，以提昇其疏水性外，為了增加薄膜在未來的運用性，設計方向性纖毛與溫度敏感型兩種功能性薄膜。
本實驗以陽極氧化鋁(anodic aluminum oxide, AAO)作為模板。第一部份為方向性纖毛化薄膜之疏水性探討，將PCL與COC分別配製成對二甲苯溶液，經毛細作用填入模板孔洞中，待溶劑揮發去除，將模板以3 M NaOH溶液蝕刻去除，即可得表面纖毛化之高分子薄膜。纖毛化後的COC與PCL薄膜，分別展現出超疏水與超親水的性質。爾後，配製不同比例之PCL/COC混合溶液，纖毛化後所得到的薄膜，在PCL含量為20∼30wt.%仍為超疏水性質，當PCL含量持續增加時接觸角則急速下降。此外，利用COC溶液的表乾性質並將溶液以單一方向刮膜後，覆蓋200nm孔徑AAO模板進行纖毛化程序，可得到具方向性纖毛之表面構造。經測試後發現薄膜的接觸角隨刮膜方向與兩高分子比例改變而有差異，展現非等向性潤濕性質。
第二部份為溫度敏感型纖毛化薄膜，主要利用PNIPAAm的LCST性質，在特定溫度下PNIPAAm在水中，產生溶解度的劇烈轉變，換言之，此材料具有溫度敏感的特性。利用旋轉塗佈的方式，將PNIPAAm均勻分散在PS纖毛化薄膜上，其中塗佈5∼15wt.% PNIPAAm水溶液的薄膜，在20℃與36℃的環境下，薄膜的接觸角有將近90°的差異。此外，在合成PNIPAAm過程中，添加交聯劑1,2,4-trivinylcyclohexane進行交聯反應，提昇高分子抗水溶解的能力。最後將純PNIPAAm與抗水溶解能力最佳之材料，均勻塗佈在PS纖毛化薄膜之上，量測改質後薄膜接觸角與溫度的趨勢關係。

關鍵字

纖毛化 ； 溫度敏感 ； COC ； PCL

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無資料

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