高黏度流體鑄膜之實驗分析

蔡明志(Ming-Zhi Tsai)

指導教授 ： 劉大佼

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2009.00269

摘要

本研究首先利用高黏度的甘油溶液為實驗流體，藉由改變不同的黏度、塗佈間隙和表面張力，來探討其對溶液鑄膜( solution casting )製程的影響，進而將溶液鑄膜與傳統狹縫式塗佈與淋幕式塗佈進行比較，而了解三種塗佈方法同異之處。
實驗結果顯示最大塗佈速度會隨著塗液的黏度增加、塗佈間隙增大和表面張力的降低而下降，且這三種變因對塗佈行為的影響上是黏度>表面張力>塗佈間隙效應。而對於流場觀測塗佈液珠時，產生缺陷主要關鍵在塗佈液珠與基材的接觸角，當接觸角大約達到160o時缺陷就產生。另外當以最小濕膜厚度無因次群( t )分別對Reynolds number ( Re )和Capillary number之修正( Ca* )做圖，它會分成兩個區域，這兩個區域分別以Re = 4和Ca* = 5為區隔，當Re < 4時，t隨著Re的增加而變大；當Re > 4時，t不會隨著Re的增加而有變化，另外在Ca* < 5時，t隨著Ca*的增加而變大的趨勢；在Ca* > 5時，t不會隨著Ca*的增加而有太大變化。
接著對於高分子-CMC溶液進行基礎物性分析，發現不同分子量與取代基數量，對於表面張力沒有影響，但取代基的多寡會影響黏度，另外CMC溶液具有很明顯的剪切稀化效應，並隨著分子量越高或濃度的提高，其彈性的行為會越顯著。
對CMC溶液進行塗佈實驗，所得到初步結果是最大塗佈速度會隨著塗佈間隙增大而下降，且最大塗佈速度也會隨著分子量越大或DS越小而增加，且分子結構在最大塗佈速度以及塗佈視窗的大小的影響上會比分子量的影響明顯。而在CMC這部分還可以進行更深入的研究，而能夠得到更明確的結果與趨勢。

關鍵字

溶液鑄膜 ； 塗佈 ； 甘油 ； 羧甲基纖維素

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無資料

並列關鍵字

solution casting ； coating ； glycerol ； carboxymethylcelluse

參考文獻

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