利用氟系高分子材料製備超疏水薄膜之研究; Fabricate the super-hydrophobic film by polymer materials.

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Title:	利用氟系高分子材料製備超疏水薄膜之研究;Fabricate the super-hydrophobic film by polymer materials.
Authors:	黃智楷;Chih-Kai Huang
Contributors:	化學工程與材料工程研究所
Keywords:	分散聚合;超親水;溶液聚合;蓮花效應;超疏水;super-hydrophobic;Lotus-effect;super-hydrophil
Date:	2005-06-01
Issue Date:	2009-09-21 12:24:28 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	摘要本研究可製得接觸角大於160°以及可視光穿透度高達80%以上之超疏水薄膜。超疏水薄膜是由疏水材料高分子溶液與造成粗糙面之無機或有機顆粒所組成。疏水高分子溶液可由含氟之單體與其他單體經溶液共聚合而得，並在適當的無機粉體添加比率下可得超疏水薄膜。首先探討共聚合所得之疏水高分子材料之基本物性，再探討無機或有機顆粒添加於高分子溶液中，塗佈於基材上所得之薄膜特性。本研究製備超疏水薄膜，由造成粗糙面之無機或有機顆粒加入高分子溶液時間點的不同，分為將顆粒直接添加於高分子溶液之一步驟法以及將顆粒添加於單體溶液之後，再行聚合反應之二步驟法等兩種方法。也就是在一步驟法的部份，是將有機或無機顆粒直接添加在高分子溶液中，並以超音波震盪使其均勻混合成一分散液。而在二步驟法部份，則是導入有機單體、有機溶劑以及無機顆粒，並經聚合反應後，而得粉體均勻分散於高分子溶液中之分散液。實驗所得之高分子聚合物或共聚物藉由微差掃描熱分析儀（DSC）、熱重分析儀（TGA）以及凝膠滲透儀（GPC）來分析高分子的基本物性。實驗所得之薄膜材料則藉由接觸角測定儀、掃描式電子顯微鏡（SEM）以及原子力顯微鏡（AFM）等儀器進行分析。結果顯示在疏水性高分子溶液之製備中，當含氟單體（HFA）加入達14%以上，即可得接觸角為117.2°之疏水薄膜，適合繼續進行超疏水薄膜之製備。另外不論是一步驟法或是二步驟法，都可以藉由高分子溶液添加適當的二氧化矽粉體以旋轉塗佈的方式得到超疏水薄膜（CA > 150°）。一步驟法所製得之超疏水薄膜，於無機粉體添加比率為37.6 ~ 49.7%時所得之接觸角皆大於150°，添加達57.9 ~ 66.4%甚至可得接觸角大於160°之超疏水薄膜，其可視光穿透度約為20%。二步驟法所得之超疏水薄膜，於無機粉體添加比率為20 ~ 40%時所得之接觸角皆大於150°，添加達40%則可得接觸角大於160°之超疏水薄膜，其可視光穿透度可大幅的提升至80%。如果將疏水的高分子材料（HM33）改為親水高分子材料（POA），在無機粉體添加比例為37.6%以上，則可以得接觸角小於5°之超親水薄膜。
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