簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 曾奕凱
Tseng, Yi-Kai
論文名稱: 以熔融聚合法製備新穎脂肪族聚草酸酯並探討其應用
Preparation of novel aliphatic polyoxalate by melt-polycondensation and its application
指導教授: 陳志勇
Chen, Chuh-Yung
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: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 76
中文關鍵詞: 熔融聚合法草酸共聚酯生質材料
外文關鍵詞: melt polymerization, co-polyoxalate, biomass material
相關次數: 點閱:118下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 最近幾十年,人們為了發展經濟而過度依賴石化燃料使用,導致環境中二氧化碳含量逐年提升,溫室效應嚴重影響各生物圈的生活環境。因此,本研究使用非糧食作物的草酸做為原料, 以模擬現今工業化聚酯類的製程,使用高溫熔融縮合聚合法合成出一系列聚草酸酯,藉由引入不同的雙醇類,研究其對玻璃轉移溫度的影響,用以合成性質可控且具有較高熱穩定性的草酸共聚酯。因傳統的聚草酸1,4-環己烷二甲酯為結晶性材料,所以,本研究藉由添加不同性質雙醇類:1,4-丁二醇 (1,4-butanediol,BDO)和2-甲基-1,3-丙二醇(2-methyl-1,3-propanediol,MPDO)來破壞聚草酸環己烷二甲酯的結晶,合成透明性高的全脂肪族聚草酸酯產品。結果顯示,在添加入相同比例的1,4-丁二醇和2-甲基-1,3-丙二醇,長碳鏈的1,4-丁二醇較能將低聚酯類的玻璃轉移溫度。由 TGA 分析熱裂解溫度可觀察到,熱穩定性順序分別為聚草酸1,4-環己烷二甲酯 > 聚草酸-2-甲基-1,3-二丙酯 >聚草酸二丁酯。故即以聚草酸1,4-環己烷二甲酯為基材下來合成共聚酯。
     另一方面,為了進一步地擴大聚草酸酯的應用範圍,本研究除了合成末端官能基為OH基的寡聚物,再與異氰酸酯反應形成聚氨酯;本論文以FTIR鑑定合成出來的草酸系聚胺酯,其中,可由FTIR光譜的3400 cm-1出現了醯胺基特徵吸收峰,顯示本研究已成功合成出草酸系聚氨酯。草酸系聚胺酯的分子量經由GPC分析結果為24,000(g/mol);另由DSC分析草酸系聚胺酯的熱性質,結果為具有結晶性的結晶材料;另也將雙鍵引入聚草酸酯形成不飽和鍵,以利後續可以當做交聯之架橋點。本論文以NMR鑑定合成出來的含有不飽和鍵的聚草酸酯,在NMR光譜中的6.2ppm位址中有雙鍵的化學位移出現,顯示本研究以成功合成出含有不飽和鍵的聚草酸酯。含有不飽和鍵的聚草酸酯的分子量經由GPC分析結果介於16,000和44,300(g/mol)之間,另由DSC分析含有不飽和鍵的聚草酸酯的熱性質,結果為具有結晶性的結晶材料。

    In recent decades, in order to develop economy over-reliance on the use of fossil fuels, resulting in carbon dioxide content in the environment increased year by year, the greenhouse effect seriously affect the living environment.
    In this study, oxalic acid using non-food crops as raw materials, oxalic acid has the following advantages: a simple process made from herbs, short growth cycle, the smaller arable land required. In the dense population of the world, it will achieve the goal of carbon sequestration and reduce carbon emissions.
    We simulate industrial polyester synthesis process by melt poly-condensation polymerization to prepare co-polyoxalate. Reactiing with different diol will synthesis polymer which has different glass temperature. For application,trying to synthesis polyoxalate contain double bond in order to produce biodegradable elastomers or synthesis oligomer which react with diisocyanate in order to produce polyurethane.

    摘要 II Abstract IV 目錄 VI 表目錄 VIII 圖目錄 X 第一章 緒論 1 1-1 能源消耗 1 1-2 植物的光合作用 7 1-3 草酸酯的來源 10 1-3-1 植物中的草酸 10 1-3-2 工業上製備草酸 11 1-4 研究動機 13 第二章 文獻回顧 14 2-1 聚草酸酯的發展 14 2-2 聚草酸酯之熱穩定性 19 第三章 實驗內容 22 3-1 實驗藥品 22 3-2 實驗儀器 22 3-3 實驗步驟 22 3-3-1 3L聚酯反應槽之操作步驟 22 3-3-2 聚草酸酯之合成 24 3-3-3 聚草酸共聚酯之合成 26 3-3-4 不飽和聚草酸共聚酯合成 28 3-4 樣品分析方式 29 第四章 實驗結果與分析 31 4-1 聚草酸酯之合成 31 4-1-1 聚草酸酯之1H-NMR分析 31 4-1-2 聚草酸酯之熱穩定分析 34 4-2 聚草酸共聚酯之合成 36 4-2-1.1 PCB共聚酯材料之1H-NMR分析 36 4-2-1.2 PCB共聚酯材料之GPC分析 42 4-2-1.3 PCB共聚酯材料TGA-IR之分析 42 4-2-1.4 PCB共聚酯材料之DSC分析 44 4-2-1.5 PCB共聚酯材料之POM與XRD分析 46 4-2-2.1 PCMP共聚酯材料之1H-NMR分析 49 4-2-2.2 PCMP共聚酯材料之GPC分析 54 4-2-2.3 PCMP共聚酯材料TGA-IR之分析 54 4-2-2.4 PCMP共聚酯材料之DSC分析 56 4-2-2.5 PCMP共聚酯材料之POM與XRD分析 58 4-2-3.1 PMA共聚酯材料之1H-NMR分析 61 4-2-3.2 PMA共聚酯材料之GPC分析 65 4-2-3.3 PMA共聚酯之熱性質分析 66 4-2-3.4 PMA共聚酯材料之POM與XRD分析 69 4-2-4.1 聚氨酯材料之GPC分析 70 4-2-4.2 聚氨酯材料之FT-IR分析 71 4-2-4.3 聚氨酯材料之TGA分析 72 4-2-4.4 聚氨酯材料之DSC分析 72 第五章 結論 75 參考文獻 76

    1.International Energy Outlook 2008, U.S. Energy Information Administration
    2.二氧化碳的固定與利用,化學工業出版社,王獻紅、王佛松主編
    3.圖解生物可分解塑膠初版,31-131,日本生物可分解塑膠研究會,蕭志強譯
    4.B. David, The Lancet, 370, 923 (2007)
    5.S. Karen, J. Am. Die. Assoc., 107, 1870 (2007)
    6.內政部營建署綠建築解說與評估手冊(2007)
    7.Z. Fang, Food Sci. Technol. Int., 30(16): 216 (2009)
    8.L. P. McNeil,Polym. Deg. and Stab, 15, 357 (1986)
    9.V. Bischoff, Am. Chem. Soc., 50, 3124 (1930)
    10.W. H. Carothers, J. A. Arvin, G. L. Dorough, J. Am. Chem. Soc., 52, 3292 (1930)
    11.A. Alksnis, D. Z. Deme, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.,17, 2701 (1979)
    12.V. Lebedev, A. Kulagina, Russ. J. Phys. Chem. (Engl. Transl.), 56, 1641 (1982)
    13.K. Seho, S. Kyeongyeol, K. Onyou, K. Soojin, S. Hansol, L. Myunghoon, K.Gilson, L. Dongwon, Biomacromolecules, 11, 555(2010)
    14.A. Ballisteri, D. Garozzo, M. Giuffrida, G. Impallomeni, G. Montaudo, Polym. Degrad. Stab., 21, 311 (1988)
    15.孫杰、廖肅然、陸銘、劉俊玲、譚惠民、羅運軍,高分子材料科學與工程,23,144 (2007)
    16.http://www.bhsu.edu/Portals/91/InstrumentalAnalysis/StudyHelp/LectureNotes/Chapter19.pdf

    無法下載圖示 校內:2022-08-22公開
    校外:不公開
    電子論文尚未授權公開,紙本請查館藏目錄
    QR CODE