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研究生: 石坤生
Kun-sheng Shih
論文名稱: Gelatin-Alcohol型界面活性劑之合成及其界面活性之研究
Preparation and Surface Activity of Gelatin-Alcohol Surfactants
指導教授: 陳耿明
Keng-Ming Chen
口試委員: 顏明雄
none
黃茂全
none
朱煥中
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 材料科學與工程系
Department of Materials Science and Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 88
中文關鍵詞: 明膠濕潤性面張力界面活性劑
外文關鍵詞: gelatin, surface, surface tension, wetting power
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摘要
本研究以一種變性的膠原蛋白-Gelatin為主原料,然後與methanol、pentanol、decanol、dodecanol、octadecanol等醇類加以反應,合成一系列Gelatin-Alcohol型之界面活性劑化合物。合成物之分子構造以FT-IR、1H-NMR及元素分析等方法測定以確認其結構。其特性測試,包括降低表面張力、起泡性、接觸角、流導電流值、pH緩衝能力、分散能力、鈣離子螯合能力、精練、漂白、染料與界面活性劑之相互作用、染色性、移染性等方法測定,其結果顯示,此系列Gelatin-Alcohol型都具有良好的界面活性。
關鍵詞:明膠、界面活性劑、表面張力、濕潤性


Absract
In this study, a series of gelatin-alcohol surfactants was prepared by the reaction of gelatin, a hydrolyzate of collagen, with alcohols containing methanol, pentanol, decanol, dodecanol, and octadecanol. The structure of these surfactants was confirmed by FT-IR, 1H-NMR and elemental analysis. The experimental results showed that these surfactants exhibited excellent surface-active properties including reducing surface tension, foaming, contact angle, streaming current reading, pH buffer capacity, dispersing power, chelating ability for calciumion, scouring and bleaching in cotton, interactions between the dye and the surfactants, and promotion and migration property in nylon fabric dyeing.
Key word:gelatin、surface、surface tension、wetting power.

目錄 摘要I ABSRACTII 誌謝III 目錄IV 圖目錄VIII 表目錄Ⅸ 第一章緒 論1 1.1前言1 1.2研究目的3 第二章實 驗4 2.1實驗用試藥4 2.1.1合成原料4 2.1.2試藥6 2.1.3染料9 2.2主要實驗設備11 2.3實驗方法13 2.3.1合成13 2.3.2分子結構確認15 2.3.3基本性質測定16 2.3.3.1表面張力之測定16 2.3.3.2接觸角之測定16 2.3.3.3起泡性之測定17 2.3.3.4緩衝能力(Buffer Capacity)17 2.3.3.5流導電流讀值之測定18 2.3.3.6耐酸鹼性之測定18 2.3.3.7分散能力19 2.3.3.8鈣離子螯合能力之測定20 2.3.4應用性質之測定24 2.3.4.1精練、漂白試驗之測定24 2.3.4.2染料與界面活性劑之相互作用26 2.3.4.3染色性之測定26 2.3.4.4移染性之測定28 第三章 結果與討論30 3.1合成與構造分析30 3.1.1合成30 3.1.2分子構造之確認31 3.2基本性質41 3.2.1表面張力41 3.2.2濕潤性44 3.2.3起泡性46 3.2.4 pH緩衝能力48 3.2.5流導電流讀值(Streaming current reading,S.C.R)50 3.2.6耐酸鹼性52 3.2.7分散能力54 3.2.8鈣離子螯合能力58 3.3應用性質60 3.3.1精練60 3.3.2染料與界面活性劑之相互作用65 3.3.3染色性74 3.3.4移染性77 第四章結 論79 參考文獻81 附錄 GELATIN 簡介84 圖目錄 圖 3 1 產物Ⅰ之紅外線(IR)光譜圖36 圖3 2 產物Ⅰ之核磁共振(NMR)光譜圖36 圖 3 3 產物Ⅱ之紅外線(IR)光譜圖37 圖 3 4 產物Ⅱ之核磁共振(NMR)光譜圖37 圖 3 5 產物Ⅲ之紅外線(IR)光譜圖38 圖 3 6 產物Ⅲ之核磁共振(NMR)光譜圖38 圖 3 7 產物Ⅳ之紅外線(IR)光譜圖39 圖 3 8 產物Ⅳ之核磁共振(NMR)光譜圖39 圖 3 9 產物Ⅴ之紅外線(IR)光譜圖40 圖 3 10 產物Ⅴ之核磁共振(NMR)光譜圖40 圖 3 11 水分子間引力示意圖41 圖 3 12 合成產物之表面張力-濃度圖43 圖 3 13 液滴於固體表面之形態示意圖44 圖 3 14 合成產物之起泡47 圖 3 15 合成產物之PH緩衝能力49 圖 3 16 合成產物之流導電流讀值51 圖3-17 合成產物之鈣離子螯合能力59 圖3-18 產物Ⅰ與C.I.ACID RED 249之相互作用圖66 圖3-19 產物Ⅱ與C.I.ACID RED 249之相互作用圖67 圖3-20 產物Ⅲ與C.I.ACID RED 249之相互作用圖67 圖3-21 產物Ⅳ與C.I.ACID RED 249之相互作用圖68 圖3-22 產物Ⅴ與C.I.ACID RED 249之相互作用圖68 圖3-23 產物Ⅰ與C.I.ACID BLUE 113之相互作用圖69 圖3-24 產物Ⅱ與C.I.ACID BLUE 113之相互作用圖69 圖3-25 產物Ⅲ與C.I.ACID BLUE 113之相互作用圖70 圖3-26 產物Ⅳ與C.I.ACID BLUE 113之相互作用圖70 圖3-27 產物Ⅴ與C.I.ACID BLUE 113之相互作用圖71 圖3-28 產物Ⅰ與C.I.ACID YELLOW 42之相互作用圖71 圖3-29 產物Ⅱ與C.I.ACID YELLOW 42之相互作用圖72 圖3-30 產物Ⅲ與C.I.ACID YELLOW 42之相互作用圖72 圖3-31 產物Ⅳ與C.I.ACID YELLOW 42之相互作用圖73 圖3-32 產物Ⅴ與C.I.ACID YELLOW 42之相互作用圖73 圖3-33 C.I.ACID RED 249染NYLON織物之染著曲線圖75 圖3-34 C.I.ACID BLUE 113染NYLON織物之染著曲線圖76 圖3-35 C.I.ACID YELLOW 42染NYLON織物之染著曲線圖76 表目錄 表 3-1 合成產物之外觀及型態30 表 3 2 產物之元素分析測定結果33 表 3 3產物之IR光譜圖分析結果34 表 3 4產物之1H-NMR光譜圖分析結果35 表 3 5 合成產物之接觸角45 表 3 6 合成產物之耐鹼性測試53 表 3 7 合成產物之耐酸性測試53 表 3 8 合成產物對金屬肥皂之分散性55 表 3 9 合成產物對碳酸鈣之分散能力57 表3-10 棉胚布經產物處理後之吸水高度(CM)62 表3-11 棉胚布經產物處理後之白度(E313)63 表3-12 棉胚布經產物處理後之黃度(E313)64 表3-13 酸性染料染NYLON添加合成產物之移染性78

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