矽氧烷雙胺單體對聚亞醯胺/二氧化鈦奈米混成膜之表面特性影響

Abstract

本論文利用溶膠-凝膠法，成功地製備出聚亞醯胺/二氧化鈦奈米混成膜材料。其中加入乙醯丙酮作為螯合劑，藉由鈦烷氧化物與乙醯丙酮形成錯合物，來降低鈦烷氧化物之水解縮合速率，以達到均勻分散的效果。本研究第一部分主要是採用各二種不同組合的雙胺(ODA、TPE-R)及雙酸酐(PMDA、ODPA)單體組成三種不同系統(PMDA/ODA、ODPA/ODA、ODPA/TPE-R)去合成三種高分子鏈的柔軟度不同的聚亞醯胺酸，再混入不同比例的二氧化鈦奈米粒子，去觀察不同種類單體對二氧化鈦奈米粒子的分布以及大小的影響。經由TEM及SEM型態學的分析，三種不同結構的聚亞醯胺/二氧化鈦奈米混成薄膜，其二氧化鈦粒子大小皆在35nm以下，且都可以均勻分散於聚亞醯胺材料中。 而二氧化鈦奈米粒子大小在三種不同結構的聚亞醯胺中分佈，其中又以PMDA/ODA系統的粒子尺寸最小，而以表面結構來說，又以ODPA/TPE-R系統的較為平整。 第二部分的研究由於無機分子的添加會造成有機高分子薄膜變得比較脆，因此在ODPA/TPE-R這個系統，多添加1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane此一具有矽氧烷之雙胺單體，希望可以提高薄膜的韌性，而從實驗結果得知添加此一雙胺單體確實有改善其高分子薄膜的韌性及成膜性，而從SEM的形態學分析發現，加入此一單體也可改善高分子膜的表面分子結構，並且由TGA的分析來看亦可增強其熱性質。