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研究生： 林穎宜
論文名稱： 玻璃轉換溫度對生物可分解高分子微觀脆性破裂的影響
指導教授： 楊長謀
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 材料科學工程學系
Materials Science and Engineering
論文出版年： 2008
畢業學年度： 97
語文別： 中文
論文頁數： 155
中文關鍵詞： 結晶結構 、玻璃轉換溫度 、纖化區
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    • PLLA和P3HB-3HV兩種半結晶性高分子薄膜，受一拉伸應力作用時，均以crazes方式產生塑性變形。對於不同結晶度的PLLA薄膜（結晶度0%、30%和47%），crazes均從非結晶區域成核，當crazes寬度大於臨界寬度（wc）時，結晶結構開始被拉進crazes內，參與並限制crazes的成長，且結晶度愈高，wc與crazes飽和深度（dsat）愈小，表示愈能限制crazes的成長。此外，結晶結構在參與形變的過程中，也會被拉扯成「串珠狀結構」。結晶度為41%的P3HB-3HV薄膜(P3HB-3HV41)，其表面佈滿球晶，此試片受一拉伸應力作用時，crazes從球晶中心成核，並以穿晶形式成長；結晶度為25% 的P3HB-3HV薄膜(P3HB-3HV25)，其表面的結晶結構為非完整的球晶，受一拉伸應力作用時，crazes沿著垂直拉應力方向增長。比較兩組不同結晶度的試片，crazes在成長的過程中，結晶結構均會參與形變，但比較兩組試片的纖化區，可看到P3HB-3HV25在形變過程中，微變形區的成長主要來自於變形區外部高分子被拉進變形區內，這也表示P3HB-3HV25的高分子鏈在形變時不容易被破壞。P3HB-3HV25微變形區內部的Young’s modulus (Ez)約為P3HB-3HV41微變形區內部Young’s modulus(Ez)的3倍，再次證明了P3HB-3HV25薄膜上高分子鏈在形變過程中不容易被破壞。影響PLLA和P3HB-3HV薄膜crazes表面形貌和成長機制的因素除了結晶結構，還有玻璃轉換溫度(Tg)：處在Tg以上的分子鏈，比處在Tg以下的分子鏈更容易被拉伸。利用高溫水解、常溫水解和酵素降解分別改變了PLLA和P3HB-3HV結晶和非結晶的分布，但這些試片的crazes機制仍與降解前相同。最後實驗利用準分子雷射加工精確地控制二維的P3HB-3HV人工支架孔徑度和孔隙率。

    Contents 第一章 簡介………………………………………… 1 第二章 文獻回顧…………………………………… 4 2-1 聚乳酸……………………………………4 2-2 聚羥酸烷酯…………………………………8 2-3 高分子微觀形變…………………………11 2-4人工支架………………………………15 第三章 實驗方法…………………………………18 3-1 聚乳酸 …………………………………18 3-1-2 試片製作…………………………………18 3-1-3 高溫水解………………………………20 3-2聚羥酸烷酯……………………………21 3-2-2試片製作…………………………………21 3-2-3 常溫水解……………………………23 3-2-4 酵素水解…………………………………23 3-3 實驗儀器 ……………………………24 3-3-1 光學顯微鏡……………………24 3-3-2 原子力顯微鏡…………………24 3-3-3 拉伸試驗…………………………………27 3-3-4 準分子雷射...………………………………27 第四章 結果與討論…………..………………………29 4-1 PLLA薄膜表面形貌的觀察…………………29 4-1-1 非結晶性PLLA……………………………29 4-1-2 半結晶性PLLA...............................29 4-2 PLLA薄膜機械性質的觀察…………………38 4-2-1 非結晶性PLLA薄膜……………………38 4-2-2 半結晶性PLLA薄膜(PLLA30)…………48 4-2-3 半結晶性PLLA薄膜(PLLA47)…………54 4-2-4 串珠狀結構的形成………………………60 4-2-5 結晶結構對PLLA薄膜微觀機械性質的影響………………65 4-3 P3HB-3HV薄膜表面形貌的觀察……………82 4-4 P3HB-3HV薄膜機械性質的觀察……………87 4-4-1 半結晶性P3HB-3HV薄膜(P3HB-3HV41).87 4-4-2 半結晶性P3HB-3HV薄膜(P3HB-3HV25).94 4-4-3 結晶結構對P3HB-3HV薄膜微觀機械性質的影響…………100 4-5 PLLA vs.P3HB-3HV微變形區的比較………112 4-5-1結晶結構對其微觀機械性質的影響……112 4-5-2玻璃轉換溫度對其微觀機械性質的影響……………………123 4-6降解對生物可分解高分子薄膜的影響………125 4-6-1 PLLA在熱水(90℃)中的降解反應………125 4-6-2 P3HB-3HV在室溫下的水解反應………136 4-6-3 P3HB-3HV在室溫下的酵素(lipase)降解反應……………140 4-7以準分子雷射製作2D之P3HB-3HV人工支架 (scaffold)....................142 第五章 結論………………………………………148 第六章 參考文獻………………………………152

    第六章、參考文獻
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