梳狀聚苯乙烯磺酸與聚苯胺複合材料之合
成與分析

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林裕棠(YU-TANG LIN) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

梳狀聚苯乙烯磺酸與聚苯胺複合材料之合成與分析

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摘要(中)

本研究主要分別以穩定自由基聚合反應(Stable Free-Radical Polymerization ; SFRP)及原子轉移自由基聚合反應(Atom Transfer Radical Polymerization ; ATRP)兩種控制/活性自由基聚合反應技術合
成一梳狀聚苯乙烯磺酸高分子，再利用此梳狀高分子上磺酸根所帶的負電吸引帶正電質子化苯胺鹽單體，行聚合反應，而形成一梳狀聚苯乙烯磺酸/聚苯胺(PSS/PANI)導電高分子複合材料。探討梳狀高分子側鏈疏密程度、側鏈長短的影響。對於所合成的梳狀聚苯乙烯磺酸高分子以凝膠滲透層析儀（GPC）測定其分子量及分子量分佈，由GPC
測定出分子量分佈（PD＜1.25）相當窄；以傅立葉轉換紅外線光譜儀（FT-IR）及傅立葉轉換式核磁共振光譜儀（NMR）鑑定所合成產物的化學結構；梳狀PSS/PANI 錯合物以傅立葉轉換紅外線光譜儀（FT-IR）、元素分析（EA）、紫外光-可見光光譜儀與化學分析電子能
譜儀（ESCA）分析化學組成、結構及表面化學結構；以電子順磁共振光譜儀（EPR）測定極子的非定域化程度，顯示側鏈越長，電子未定域化程度越好；以場發式掃描式電子顯微鏡（SEM）與原子力顯微鏡（AFM）觀察其表面型態，發現梳狀PSS/PANI 錯合物形態為顆粒狀；以四點探針測定其導電度，梳狀PSS/PANI 錯合物導電度較梳狀PSS 大幅提高數個數量級。

關鍵字(中)

關鍵字(英)

★ SFRP
★ polystyrene sulfonic acid
★ polyaniline
★ ATRP and polystyrene

論文目次

摘要………………………………………………………………….….Ⅰ
Abstract………………………………………………………...…….….Ⅱ
目錄……………………………………………………………………..Ⅳ
表索引…………………………………………………………………..Ⅶ
圖索引…………………………………………………………………..Ⅷ
第一章緒論……………………………………………………….….....1
1-1 導電性高分子……………………………….……………….…....1
1-1-1 導電理論…………………………………...............................2
1-1-2 導電高分子的摻雜理論…………………..............................5
1-1-3 導電高分子之應用……………………………………...…...6
1-2 聚苯胺.…………………………….…..........................................13
1-2-1 聚苯胺的構造……………………………………………....13
1-2-2 聚苯胺的合成………………………………………………16
1-2-3 聚苯胺的穩定性……………………………………………17
1-3 控制/活性自由基聚合反應……………………………………. 18
1-3-1 穩定自由基聚合反應(Stable Free-Radical Polymerization ;
SFRP)………………………………………………………20
1-3-2 原子轉移自由基聚合反應(Atom transfer radical
polymerization ; ATRP)…….……………………………….24
1-3-3 可逆鏈轉移聚合反應(Reversible Addition-Fragmentation
Chain Transfer Polymerization ; RAFT)……………...…….26
1-4 研究目的………………………………….……………………..29
第二章實驗部分………………………................................................30
2-1 實驗藥品……………………….…...............................................30
V
第三章結果與討論..………….………………………….……............50
3-1 穩定自由基聚合反應(Stable Free-Radical Polymerization ;
SFRP)………………………………………….………….........50
3-1-1 聚苯乙烯-聚對氯甲基苯乙烯（PS-PCMS）之結構分析...50
3-1-2 Modified free-radical initiator 1 之結構分析……….............54
3-1-3 巨起始劑（Macroinitiator）2 的結構分析……….………...56
3-1-4 主鏈（PS-PCMS）接上巨起始劑2 之結構分析…................59
3-2 原子轉移自由基聚合反應（Atom transfer radical polymerization;
ATRP）………………………………………………………......62
3-2-1 ATRP 聚合苯乙烯（PS）之結構分析…..………….………...62
3-2-2 梳狀聚合物之磺化結構分析..……………...........................67
3-3 梳狀聚苯乙烯磺酸與聚苯胺（PSS/PANI）複合材料之結構分
析………………………………………………………………..69
3-3-1 傅立葉轉換紅外線光譜儀（FT-IR）之分析…………..........70
3-3-2 紫外光-可見光光譜儀（UV/Vis spertrophotometer）之鑑
定………………...………………………………………….75
3-3-3 化學分析電子能譜儀（ESCA）之結構分析……………78
3-3-4 電子順磁共振光譜儀（EPR）之結構分析……………….84
3-3-5 場發式掃描式電子顯微鏡（SEM）與原子力顯微鏡（AFM）
之型態分析…………………………………………………87
3-3-6 導電度之測量………………………………………..……..99
第四章結論………………………………………………………......102
第五章參考文獻…………………….………………………………..104

參考文獻

104
第五章參考文獻
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指導教授

楊思明、王立義
(Sze-Ming Yang、Lee-Yi Wang)

審核日期

2003-7-18

推文