尼龍表面親疏水性之研究

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姓名

吳至德(Chih-Te Wu) 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

尼龍表面親疏水性之研究
(The research of hydrophobic and hydrophilic properties of nylon surface)

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摘要(中)

近年來人造纖維之需求日益提高，對於衣物的撥水性和手感之要求標準越來越嚴格。本實驗藉由PDMS的柔軟性、透氣性和疏水性，在不影響尼龍本身的主要性質下，藉由化學反應將PDMS鍵結於尼龍表面上。
本實驗利用不同分子量的雙末端羥基的聚矽氧烷PDMS （polydimethylsiloxane）和己二酸（Adipic）藉由甲苯磺酸（p-toluenesulfonic acid monohydrate）觸媒催化之下，完成末端改質成羧酸基反應。和利用不同分子量的雙末端羥基和單末端羥基的聚矽氧烷使用氧化劑氧化末端官能基，改質成羧酸基。再與亞硫醯氯（thionyl chloride）反應。將其末端羧酸基反應成acid chloride。並經由紅外線吸收光譜儀判別其反應之完成。
利用改質後的PDMS末端之acid chloride和尼龍上之-NH2官能基之強反應，嘗試不同的反應條件，並以不同的清洗步驟觀察接觸角的變化。

關鍵字(中)

★ 聚矽氧烷
★ 疏水性
★ 尼龍

關鍵字(英)

★ nylon
★ hydrophobic
★ PDMS

論文目次

第一章序論-----------------------------------------------------------------------1
1.1 前言----------------------------------------------------------------------------1
1.2 研究動機與目的-------------------------------------------------------------1
第二章文獻回顧-----------------------------------------------------------------3
2.1 有機聚矽氧烷高分子-------------------------------------------------------3
2.1.1 有機聚矽氧烷簡介--------------------------------------------------------3
2.1.2 聚矽氧烷之結構和特性--------------------------------------------------3
2.1.3 有機聚矽氧化合物種類--------------------------------------------------6
2.1.3.1 PDMS簡介----------------------------------------------------------------8
2.1.4 矽氧烷高分子之發展---------------------------------------------------10
2.1.4.1 矽氧烷高分子之製備-------------------------------------------------10
2.2 聚醯胺高分子--------------------------------------------------------------15
2.2.1聚醯胺高分子簡介-------------------------------------------------------15
2.2.2 聚醯胺的特性------------------------------------------------------------16
2.2.3 聚醯胺結晶度------------------------------------------------------------18
2.2.4 聚醯胺的分類與製備---------------------------------------------------18
2.2.4.1 聚醯胺之合成----------------------------------------------------------19
2.2.5 聚醯胺之結構變更改良------------------------------------------------21
2.2.6 添加物對聚醯胺性質之改善------------------------------------------22
2.3 防水性能之介紹-----------------------------------------------------------24
2.3.1 濕潤（Wetting）--------------------------------------------------------24
2.3.2 疏水性---------------------------------------------------------------------24
2.3.3 撥水理論------------------------------------------------------------------26
2.3.4 撥水性處理---------------------------------------------------------------27
2.4 polyamide和siloxane改質-------------------------------------------------32
第三章實驗部分---------------------------------------------------------------34
3.1 化學藥品--------------------------------------------------------------------34
3.2實驗儀器及設備------------------------------------------------------------37
3.3 實驗步驟--------------------------------------------------------------------38
3.3.1 PDMS酯化反應-----------------------------------------------------------38
3.3.2 PDMS氧化反應----------------------------------------------------------39
3.3.3 酸價滴定------------------------------------------------------------------40
3.3.4 醯氯化---------------------------------------------------------------------41
3.3.5 尼龍試片製備------------------------------------------------------------41
3.3.6 PDMS改質後與尼龍試片反應----------------------------------------42
3.3.7 傅立葉轉換紅外線光譜儀(FT-IR)------------------------------------43
3.3.8 靜態接觸角量測儀 (CA )----------------------------------------------43
實驗裝置圖-----------------------------------------------------------------------44
索式萃取器-----------------------------------------------------------------------45
酯化流程--------------------------------------------------------------------------46
氧化流程--------------------------------------------------------------------------47
醯氯化流程-----------------------------------------------------------------------48
尼龍試片改質流程--------------------------------------------------------------49
第四章結果與討論------------------------------------------------------------50
4.1 改質與合成-----------------------------------------------------------------50
4.1.1 PDMS末端官能基氧化-------------------------------------------------50
4.1.2 PDMS與己二酸酯化----------------------------------------------------52
4.1.3 PDMS 醯氯化------------------------------------------------------------53
4.1.4 PDMS和尼龍試片反應-------------------------------------------------53
4.2 FT-IR--------------------------------------------------------------------------54
4.2.1 不同氧化條件之IR分析-----------------------------------------------54
4.2.2 PDMS原料-氧化-醯氯化之IR分析----------------------------------56
4.2.3 PDMS原料-酯化-醯氯化之IR分析----------------------------------57
4.3 acid number------------------------------------------------------------------58
4.4 NMR--------------------------------------------------------------------------59
4.5 DSC---------------------------------------------------------------------------59
4.6 靜態接觸角測量-----------------------------------------------------------60
第五章結論---------------------------------------------------------------------64
參考文獻--------------------------------------------------------------------------66
附錄--------------------------------------------------------------------------------69

參考文獻

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指導教授

陳登科(Teng-Ko Chen)

審核日期

2005-7-19

推文