具高疏水性高分子薄膜之開發與研究 ─ 多孔性表面矽橡膠系統

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研究生：	楊瑋鈞 Wei-Chun Yang
論文名稱：	具高疏水性高分子薄膜之開發與研究 ─ 多孔性表面矽橡膠系統
指導教授：	金惟國 Wei-Kuo Chin
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 化學工程學系 Department of Chemical Engineering
論文出版年：	2005
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	85
中文關鍵詞：	矽橡膠、模板劑、相分離、表面型態、超疏水
外文關鍵詞：	silicon rubber, template, phase separaction, morphology, hydrophobic
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本實驗採用矽橡膠與模板劑混合，在矽橡膠聚合反應過程中，矽橡膠分子量逐漸上升，使得模板劑與矽橡膠間相溶性逐漸降低，最後產生相分離現象，析出不具反應性之模板劑。此即所謂“聚合引發相分離”之機制。析出之模板劑會相互吸引聚集，需藉由已反應完全之矽橡膠侷限模板劑聚集情形，形成內部含有許多模板劑微滴之矽橡膠膜。在聚合反應完成後，利用溶劑選擇性將析出表面之模板劑洗去，留下表面具有微米至奈米級孔洞之矽橡膠膜。期望經由矽橡膠表面結構改變，降低矽橡膠膜表面與水滴的接觸面積，以增進其表面的撥水性。
實驗中藉由試誤法找出可與矽橡膠單體互溶，與硬化之矽橡膠不相溶之材料作為模板劑材料，針對模板劑與矽橡膠間相溶性、矽橡膠硬化條件及固溶比影響等，逐步建立矽橡膠基材系統。其次以模板劑混入矽橡膠系統中，製備多孔性矽橡膠膜。矽橡膠與模板劑之混合比例、固溶比、熱硬化溫度、觸媒含量、硬化膜厚度以及萃取方式等控制變因，為本研究中探討重點。最終硬化物的表面孔洞及分佈型態，則經由OM及SEM觀察，並配合接觸角量測，以了解型態學對矽橡膠與水滴接觸性質之影響。
觀察多孔性矽橡膠膜之型態，發現當模板劑析出至表面，在表面凝集形成孔洞時，相較於平均分布在矽橡膠膜內微滴所造成之孔洞，接觸角有明顯的上升，所得最高接觸角為145度，其表面充斥著直徑約釐米之孔洞，且孔洞之間還有許多細密微孔，使得模板劑表面與水的接觸面積下降至16%，也使接觸角相較於平坦的矽橡膠(105度)增加了近40□。已接近超疏水(接觸角150度)的門檻。

目錄
摘要            I
謝誌            II
目錄            III
表目錄        VI
圖目錄        VII
第一章、緒論    1
第二章、文獻回顧    3
2.1 吸附理論(Adsorption & Wetting)    3
2.1.1 Yang’s equation    4
2.1.2 Wenzel’s Theroy    5
2.1.3 Equation of Cassie and Baxter    6
2.2 蓮花效應簡介    7
2.2.1.材料性質    9
2.2.2.表面結構    9
2.3 疏水材料發展現況及研發方法    11
2.4 相分離法    16
(1) 溫度引發相分離    16
(2) 溶劑引發相分離    16
(3) 聚合引發相分離    16
2.5 矽橡膠之合成與應用    18
2.6 白光共軛焦立體成像原理    20
第三章 實驗材料、設備及研究方法    31
3.1實驗藥品    31
3.2 實驗設備    32
3.3 實驗設計與實驗方法    33
3.3.1 矽橡膠與模板劑的相溶性    34
3.3.2 矽橡膠硬化分析    34
(1)硬化劑濃度及錫觸媒含量    34
(2)固溶比    34
3.3.3 多孔性矽橡膠膜之製備    35
3.3.4 型態學分析    36
3.3.5 接觸角量測    36
第四章結果與討論    41
4.1 矽橡膠、模板劑與助溶劑相溶性分析    41
4.2 矽橡膠硬化分析    42
4.3 多孔性矽橡膠膜之結構與性質    45
4.3.1 密閉式聚合系統    45
(1) 觸媒含量之影響    45
(2) 硬化溫度之影響    46
(3) 矽橡膠膜厚度及萃取劑之影響    47
(4) 模板劑分子量及含量之影響    48
(5) 改變固溶比    49
4.3.2開放式聚合系統    51
(1) 模板劑含量之影響    51
(2) 固溶比之影響    52
4.4 截面型態學之影響    53
4.5儲存期對多孔性矽橡膠型態學及接觸角之影響    53
第五章 結論    81
第六章 參考文獻    83

                                

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