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研究生： 黃厚儒
Huang, Hou-Ju
論文名稱： 以二維NOESY核磁共振光譜探討聚(丙烯醯胺-共聚-N-乙烯甲醯胺)/十二烷基硫酸鈉鹽複合物之微結構
Microstructure of Poly(Acrylamide-co-N-Vinylformamide)/SDS complexes Studied by Two-Dimensional NOESY NMR
指導教授： 侯聖澍
Hou, Sheng-Shu
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年： 2008
畢業學年度： 96
語文別： 中文
論文頁數： 105
中文關鍵詞： 高分子-界面活性劑 、NOESY 、核磁共振光譜 、團聯式共聚物 、PAAm-co-PNVF
外文關鍵詞： block copolymer, Polymer-surfactant, NOESY, NMR, PAAm-co-PNVF
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    • 由文獻得知聚丙烯醯胺 (PAAm) 與陰離子型界面活性劑十二烷基硫酸鈉 (SDS) 不具有相互作用力，而其同分異構物聚乙烯甲醯胺 (PNVF) 與SDS卻具有相互作用力存在。在本研究中為了探討此極端現象，而合成出一系列不同AAm/NVF組成比例之PAAm-co-PNVF無規共聚物與PAAm-b-PNVF團聯式共聚物，並更進ㄧ步的研究高分子共聚物與SDS之間的相互作用力。
    本研究中的第一部分主要利用螢光光譜與2D NOESY探討PAAm-co-PNVF/SDS系統。由文獻得知SDS分子會靠近PNVF (5 Å)，而在PAAm-co-PNVF/SDS系統中是否可藉由SDS分子與NVF之間的相互作用力而拉近SDS與AAm之間的距離？而高分子-界面活性劑之聚集微結構亦是本研究討論的重點。第二部分主要使用螢光光譜實驗來比較PAAm-b-PNVF/SDS團聯式共聚物系統與PAAm/PNVF/SDS混合系統對SDS的相互作用力；最後由黏度實驗觀察到團聯式與混合系統之高分子線團在不同SDS濃度範圍下會呈現出三種不同型態。

    The main purpose of the study is to explore the extremely different behaviors toward SDS shown by poly(acrylamide) (PAAm) and poly(N-vinylformamide) (PNVF), in the present study we have synthesized statistical PAAm-co-PNVF copolymers and PAAm-b-PNVF block copolymers with different AAm/NVF ratios.
    The part I of this study, we have initiated an investigation of the PAAm-co-PNVF/SDS system by pyrene fluorescence and 2D NOESY NMR. PAAm-co-PNVF is a good model copolymer suitable for the NOESY experiment, because the proton chemical shits of AAm, NVF, and SDS are well separated. We know that the SDS molecules can closely contact (<5Å) with PNVF, so the question arisen here is: could the SDS molecules be close (<5Å) to the AAm unit in the PAAm-co-PNVF copolymer with the aid of the strong interaction between NVF and SDS? Our answer based on the results from 2D NOESY NMR is “No!”. It suggests that the AAm unit (CH2CHCONH2) really dislike SDS, even the SDS molecules close by locate only several nanometers apart.
    In the part II of the study, we focus on the PAAm-b-PNVF/SDS system by pyrene fluorescence and compared with PAAm/PNVF/SDS blending system. The polymer-surfactant interaction in the PAAm-b-PNVF/SDS system was weaker than PAAm/PNVF/SDS blending system. Viscosity measurements confirmed the presence of three behaviors: no change of the polymer coil shape in region I, contraction of polymer coils in region II, and expansion in the region III.

    中文摘要 I 英文摘要 II 致謝 III 總目錄 V 表目錄 X 圖目錄 XI 第一章、序論 1 1-1引言 1 1-2研究動機與目的 2 第二章、原理與文獻回顧 6 2-1界面活性劑系統 6 2-2高分子與界面活性劑系統 8 2-2.1高分子與界面活性劑之相互作用力 8 2-2.2以螢光探針探討高分子界面活性劑系統 11 2-2.3以螢光衰減法測定平均聚集數 15 2-2.4二維NOESY核磁共振研究高分子與界面活性劑系統 19 2-2.5疏水修飾聚丙烯醯胺與界面活性劑之交互作用力 22 2-2.6 團聯式共聚物與界面活性劑之交互作用力 24 2-3高分子共聚物 28 2-3.1自由基共聚合之反應活性比(reactivity ratios) 28 2-3.2以三角相圖法預測共聚物組成 33 2-4活性自由基聚合簡介 36 2-4.1可逆加成-分裂鏈轉移活性聚合法(RAFT)簡介 38 2-4.2以RAFT合成乙烯甲醯胺之雙團聯式共聚物 41 第三章、實驗部分與儀器分析 42 3-1 實驗藥品與儀器設備 42 3-1.1 實驗藥品 42 3-1.2 實驗器材 43 3-1.3 分析儀器 44 3-2 實驗製備方法與步驟 45 3-2.1 實驗藥品之純化 45 3-2.2 PAAm-co-PNVF之合成與純化 46 3-2.3 PAAm-b-PNVF之合成與純化 47 3-3 螢光光譜分析用樣品製備 51 3-3.1 含螢光探針Pyrene溶液樣品製備 51 3-3.2 螢光猝息法待測樣品製備 53 3-4 2D-NOESY核磁共振光譜樣品製備 53 第四章 結果與討論 54 4-1 PAAm-co-PNVF/SDS混合溶液系統相互作用探討 54 4-1.1 PAAm-co-PNVF共聚物之組成比例與分子量鑑定 54 4-1.2 PAAm-co-PNVF共聚物之單體分佈 56 4-1.3 以Pyrene螢光光譜探討PAAm-co-PNVF/SDS系統 59 4-1.4 PAAm-co-PNVF/SDS微胞平均聚集數目之定量分析 62 4-2 以核磁共振光譜探討PAAm-co-PNVF/SDS系統 63 4-3 PAAm-co-PNVF/SDS溶液系統之聚集形態探討 71 4-4 PAAm-b-PNVF雙團聯式共聚物鑑定 76 4-4.1 鏈轉移劑、PAAm macroCTA與PAAm-b-PNVF之核磁共振光譜鑑定 76 4-4.2 PAAm-b-PNVF雙團聯式共聚物之動力學探討 81 4-5 PAAm-b-PNVF/SDS系統與PAAm/PNVF/SDS系統比較 84 4-5.1 PNVF、PAAm macroCTA、PAAm-b-PNVF共聚物組成比例與分子量鑑定 84 4-5.2 以Pyrene螢光光譜探討PAAm-b-PNVF/SDS 與PAAm/ PNVF/SDS混合系統 86 4-5.3 以核磁共振光譜探討PAAm-b-PNVF/SDS系統 88 4-5.4 以特徵黏度探討PAAm-b-PNVF/SDS與PAAm/PNVF/SDS混合系統 90 第五章 結論 93 第六章 參考文獻 95 附錄 99 自述 105

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    下載圖示 校內：2011-08-18公開
    校外：2011-08-18公開
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