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研究生： 趙壬淇
Jen-chi Chao
論文名稱： 含TiO2之親水性PEG-Silicone型聚酯之薄膜性質
Properties of Hydrophilic PEG-Silicone Polyesters-TiO2 Film
指導教授： 陳耿明
Keng-ming Chen
口試委員: 王英靖
none
劉興鑑
Hsin-jiant Liu
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： 66
中文關鍵詞： 親水性聚乙二醇矽聚酯 、薄膜 、TiO2光觸媒
外文關鍵詞： film, TiO2 photocatalyst, hydrophilic PEG-Silicone polyester
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    • 本研究以一系列具有親水性聚乙二醇矽聚酯(PEG-Silicone polyester)及TiO2光觸媒為原料，製備出具高效能之TiO2光觸媒聚乙二醇矽聚酯薄膜，從中探討不同催化劑、溫度、光觸媒含量等條件對不同PEG-鏈段之矽聚酯之成膜性質影響，以及光觸媒在薄膜界面中產生之效應及薄膜應用性質。
    親水性聚乙二醇矽聚酯係以Polyethlene Glycol (PEG)、Maleic anhydride 和silanol 為原料合成。結果顯示，親水性聚乙二醇矽聚酯除具有良好之水中溶解性及分散效果外亦可製成不同型態之薄膜；由於聚乙二醇矽聚酯分子中之矽原子兼具有機與無機特性之優點，有利於固定化TiO2光觸媒並減緩樹脂有機物質之氧化分解。由紅外線光譜儀 (FT-IR) 及拉曼光譜儀 (Raman)之光譜分析結果得知，聚乙二醇矽聚酯應用於TiO2光觸媒塗佈加工上可達到遮蔽基材之效果，進而減緩基材劣化增長除臭與抗菌能力。

    In this study, the TiO2 photocatalyst incorporated polymer film was prepared from hydrophilic PEG-Silicone polyester and tinanium dioxide. The film-forming ability, film properties and interaction of TiO2 and hydrophilic PEG-Silicone polyester were investigated, under various catalysts, reaction temperature and molecule weight of hydrophilic PEG-Silicone polyester. In the results, hydrophilic PEG-Silicone polyester - TiO2 demonstrated excellent water-solubility, dispersion features and the capability of forming various film structures. Furthermore, the improvement of deodorization, antibacterial property and the effect that silicone inhibits polymer degradation caused by TiO2 presented an advantage of using hydrophilic PEG-Silicone polyester, as indicated in FTIR and Raman spectrum.

    目　錄 摘　要 I Abstract II 圖　目　錄 VII 表　目　錄 X 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（合成原料） 4 2-2 試藥 5 2-3 主要實驗設備 6 2-4 實驗方法 7 2-4-1 合成 7 2-4-2 合成步驟 8 2-4-3 分子結構確認 9 2-4-4 PEG-Silicone聚酯添加TiO2光觸媒薄膜之製作方法 9 2-4-5 添加TiO2光觸媒之PEG-Silicone聚酯薄膜性質分析 10 2-4-5-1 UV光源照射操作方法 10 2-4-5-2 光觸媒對有機物之分解性能 10 2-4-5-3 光觸媒對PEG-Silicone聚酯薄膜分解性能比較 10 2-4-5-4 SEM分析 11 2-4-6 光觸媒PEG-Silicone聚酯之應用性質 11 2-4-6-1 消臭性能測試 11 2-4-6-2 織物之表面加工性質試驗 12 2-4-6-3 抗菌效果測定 12 2-4-6-4 光觸媒PEG-Silicone聚酯對織物染料分解性試驗 13 2-4-6-5 光觸媒PEG-Silicone聚酯對織物之吸水性測試 13 第三章 結果與討論 14 3-1 合成與構造分析 14 3-1-1 合成物構造形態 14 3-1-2 分子構造之確認 15 3-2 含TiO2光觸媒之PEG-Silicone聚酯之成膜性 19 3-2-1 TiO2光觸媒溶膠光反應 19 3-2-2 酸添加對PEG-Silicone聚酯成膜之影響 20 3-2-3 合成物不同固含量對成膜性之影響 22 3-2-4 光觸媒添加量對產物成膜性之影響 23 3-2-5 乾燥溫度對產物成膜性之影響 23 3-3 含TiO2光觸媒之PEG-Silicone聚酯薄膜之物性探討 24 3-3-1 光觸媒PEG-Silicone樹聚酯薄膜對有機物之分解性能 24 3-3-2 薄膜經UV照射後之分子結構變化 26 3-3-3 TiO2光觸媒對PEG-Silicone聚酯薄膜之分解性能 43 3-3-4 UV光照射之薄膜表面SEM分析 43 3-4 含TiO2之光觸媒PEG-Silicone聚酯之應用性質 47 3-4-1 薄膜消臭性能測試 47 3-4-2 織物之表面加工性質試驗 49 3-4-3 抗菌效果之測定 50 3-4-4 光觸媒PEG-Silicone聚酯對織物之染料分解試驗 50 3-4-5 光觸媒PEG-Silicone聚酯對織物表面之吸水性測試 51 第四章 結 論 53 參考文獻 55 附錄 58 圖　目　錄 圖3-1 合成物No.1之IR光譜圖 16 圖3-2合成物No.1之1H-NMR光譜圖 17 圖3-3合成物No.2之1H-NMR光譜圖 17 圖3-4合成物No.3之1H-NMR光譜圖 18 圖3-5 光觸媒反應吸收光譜變化 19 圖3-6 二氧化鈦光觸媒TEM影像 19 圖3-7 TiO2光觸媒薄膜分解亞甲基藍溶液(10 ml)之結果 25 圖3-8 亞甲基藍溶液經TiO2光觸媒薄膜分解後殘留率 25 圖3-9 PEG-Silicone聚酯分子結構式 26 圖3-10 產物Ⅰ薄膜經UV照射不同時間之IR光譜變化 30 圖3-11 產物Ⅰ薄膜經UV照射不同時間之IR光譜變化 30 圖3-12 產物Ⅰ薄膜經UV照射不同時間之拉曼光譜變化 31 圖3-13 產物Ⅱ薄膜經UV照射不同時間之IR光譜變化 31 圖3-14 產物Ⅱ薄膜經UV照射不同時間之IR光譜變化 32 圖3-15 產物Ⅱ薄膜經UV照射不同時間之拉曼光譜變化 32 圖3-16 產物Ⅲ薄膜經UV照射不同時間之IR光譜變化 33 圖3-17 產物Ⅲ薄膜經UV照射不同時間之IR光譜變化 33 圖3-18 產物Ⅲ薄膜經UV照射不同時間之拉曼光譜變化 34 圖3-19 產物Ⅳ薄膜經UV照射不同時間之IR光譜變化 34 圖3-20 產物Ⅳ薄膜經UV照射不同時間之IR光譜變化 35 圖3-21 產物Ⅳ薄膜經UV照射不同時間之拉曼光譜變化 35 圖3-22 產物Ⅴ薄膜經UV照射不同時間之IR光譜變化 36 圖3-23 產物Ⅴ薄膜經UV照射不同時間之IR光譜變化 36 圖3-24 產物Ⅴ薄膜經UV照射不同時間之拉曼光譜變化 37 圖3-25 未經UV光照射之不同產物薄膜IR光譜比較 37 圖3-26 未經UV照射之不同產物薄膜拉曼光譜變化 38 圖3-27 不同產物薄膜照射UV光4小時後IR光譜比較 38 圖3-28 不同產物薄膜照射UV光4小時拉曼光譜變化 39 圖3-29 不同產物薄膜照射UV光8小時後IR光譜比較 39 圖3-30 不同產物薄膜照射UV光8小時後之拉曼光譜變化 40 圖3-31 不同產物薄膜照射UV光12小時後IR光譜比較 40 圖3-32 不同產物薄膜照射UV光12小時後拉曼光譜變化 41 圖3-33 產物Ⅰ與Ⅴ薄膜照射UV光12小時前後IR光譜變化 41 圖3-34 產物Ⅰ、Ⅲ照射UV 光12小時前後之拉曼光譜變化 42 圖3-35 產物Ⅲ照射不同時間UV光之拉曼光譜變化 42 圖3-36 光觸媒PEG-Silicone聚酯薄膜質量損失比較圖 44 圖3-37 UV光照射前之光觸媒PEG-Silicone薄膜表面 45 圖3-38 UV光照射24hr後之光觸媒PEG-Silicone薄膜表面 45 圖3-39 UV光照射前光觸媒PVA薄膜表面 46 圖3-40 UV光照射24hr後之光觸媒PVA薄膜表面 46 圖3-41 UV光照射24hr後之光觸媒硬脂酸薄膜表面 47 圖3-42 氨氣消臭性能結果分析圖 48 圖3-43 不同TiO2含量對氨氣消臭率分析圖 49 圖3-44 織物表面變褪色變化 51 圖3-45 織物UV光照射24hr後水分擴散速率 52 圖3-46 UV光照射24hr織物表面乾燥速率 52 表　目　錄 表3-1合成物之外觀形態與溶解性 14 表3-2 PEG-Silicone聚酯元素分析 15 表3-3 PEG-Silicone聚酯之1H-NMR 光譜分析結果 18 表3-4不同酸性觸媒對合成物成膜性之影響 20 表3-5調整合成物之固含量對成膜性之影響 22 表3-6調整光觸媒添加量對產物成膜性之影響 23 表3-7乾燥溫度對產物Ⅰ成膜性之影響 24 表3-8 PEG-Silicone聚酯之主要特徵吸收IR光譜頻率 29 表3-9 不同產物薄膜經UV光照射後之質量損失分析 44 表3-10 氨氣消臭性能測試結果 48 表3-11 光觸媒PEG-Silicone聚酯對織物含浸加工試驗 50

    參考文獻
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