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研究生: 邱伃仙
Yu-hsien chiu
論文名稱: 水溶性幾丁聚醣改質m-TMXDI based水性PU之合成、形態及性質研究
A Study on Synthesis and Molecular Engineering of m–TMXDI based Waterbone Polyurethane modified by Aqueous Chitosan
指導教授: 邱顯堂
Hsien-tang Chiu
口試委員: 陳志堅
Jyh-chien Chen
邱文英
Wen-yen Chiu
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: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 121
中文關鍵詞: m-TMXDI異氰酸鹽水性聚氨酯水溶性幾丁聚醣抗菌
外文關鍵詞: m-TMXDI isocyanate, waterbone PU, aqueous chitosan, antimicrobial
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近年環保問題逐漸備受重視,水性PU相較於溶劑型PU,其溶劑使用量相對減少許多,因此水性PU用來取代傳統的溶劑型PU,正符合環保和經濟的需求。而幾丁聚醣具有良好的抗菌性、生物相容性、生物活性及生物可分解性,也是近年來廣泛被研究的材料。
本研究主要方向是利用預聚合法(Prepolymer mixing process)合成m-TMXDI based水性PU,添加不同水溶性幾丁聚醣(Aqueous Chitosan)和鏈延長劑(EDA)之比例,進行改質反應並合成水溶性幾丁聚醣改質之水性PU。經由以上實驗方法,將不同組成比例之Aqueous Chitosan/EDA改質之乳液分別進行測試,在材料鑑定方面:FT-IR、NMR和XPS作化學結構鑑定、GPC分子量測試;在乳液特性和形態方面: LUMisizer粒子穩定性測試和粒徑分析、TEM形態觀察;膜性能方面:拉伸試驗分析粒學性能、接觸角測定儀分析膜之親水性、TGA作熱性質測試,且分析本水性PU膜對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌之抗菌性。測試後歸納出以下幾點特性:(1) WPU末端NCO基團和幾丁聚醣末端胺基(-NH2)鍵結。(2)隨水溶性幾丁聚醣添加比例增加,分子量、粒徑、親水性、熱性質、抗菌性均增加。(3) 隨水溶性幾丁聚醣添加比例增加,抗拉性、乳液儲存安定性隨之下降。


The objective of this study is to prepare this isocyanic acid, m-phenylenediiso-propylidene(m-TMXDI) based poly(urethane-urea) dispersions containing various ratio of aqueous chitosan to ethylene diamine. The chemical structure of poly(urethane-urea) dispersions with various ratio of aqueous chitosan to ethylene diamine were identified, such as: FT-IR, NMR and XPS. The molecular weight is tested by GPC analysis; the particle size and the particle stability by LUMiszier test; the morphology by TEM; the thermal properties by TGA; the mechanical properties by tensile test; the hydrophilic properties by contact angle test. The antimicrobial testing is the use of gold staphylococcus and E. coli future conduct of the external environment of antibacterial capability.
The major conclusions to be drawn are that(1)The reaction between molecular chains of NCO-terminated poly(urethabe-urea) and NH2 groups of aqueous chitosan, which are chain formed and form urea groups.(2)The average particle, molecular weight, hydrophilic properties, thermal properties, antibacterial capability were increased with decreasing in aqueous chitosan content.(3)The tensile strength and storage stabitity were decreased with increasing in aqueous chitosan
content.

摘要 1 Abstract 2 誌謝 3 目錄 4 圖 索引 8 表 索引 10 第一章 緒論 11 1.1 前言 11 1.2 研究動機 12 1.3 研究目的 12 1.4 研究架構 13 第二章 文獻回顧 14 2.1 水性PU之概論 14 2.1.1 水性PU之特色 14 2.1.2 Urethane化學構造 15 2.1.3 NCO/OH比例對生成物之分子量控制 17 2.2 水性PU不同分類之定義 18 2.2.1 依Emulsion方法性質之不同 19 2.2.2 依Emulsion粒徑大小之不同 19 2.2.3 依離子基性質之不同 20 2.3 水性PU之製備相關研究 21 2.3.1 溶液加工法(Solution process) 21 2.3.2 預聚物混合加工法(Prepolymer mixing process) 22 2.3.3 熱熔加工法(Melt dispersion process) 22 2.3.4 酮亞胺/酮聯胺加工法(Ketimine/ketazine process) 22 2.3.5 固體自然分散加工法(Spontaneous dispersion process) 23 2.4 水性PU的相轉移 23 2.5 水性PU的穩定機制 23 2.6 幾丁聚醣簡介 24 2.7 水溶性幾丁聚醣的發展與製備 26 2.8 幾丁聚醣的抑菌機制 29 2.9 幾丁聚醣的應用 30 第三章 實驗方法與原理 46 3.1 前言 46 3.2 實驗 47 3.2.1 材料介紹 47 3.2.2 材料合成及製作 47 3.3 測定 52 3.3.1 FTIR結構分析 52 3.3.2 13C-NMR及1H-NMR 光譜分析 53 3.3.3 XPS元素鍵結能分析 53 3.3.4 TEM形態觀察分析 53 3.3.5 粒徑分析 54 3.3.6 分子量測定 55 3.3.7 乳液分散穩定性測定 56 3.3.8 熱重損失分析 57 3.3.9 應力-應變性質測試(stress-strain test) 57 3.3.10 接觸角測試 57 3.3.11 抗菌性測試(Antimicrobial efficacy) 58 第四章 結果與討論 73 4.1 材料鑑定 73 4.1.1 FT-IR 73 4.1.2 NMR 75 4.1.3 XPS 77 4.1.4 GPC 78 4.2 乳液特性和形態分析 79 4.2.1 乳液粒徑分析 79 4.2.2 乳液分散穩定性 80 4.3 膜性能分析 81 4.3.1力學性質影響效應 81 4.3.2 熱性質影響效應 82 4.3.3 抗菌性質影響效應 83 第五章 總結論 108 第六章 未來方向 112 參考文獻 113

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無法下載圖示 全文公開日期 2014/07/08 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)

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