聚乳酸/聚乙二醇摻合物之製備與性質研究

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Title:	聚乳酸/聚乙二醇摻合物之製備與性質研究 Study on the preparation and properties of polylactic acid/polyethylene glycol blend
Authors:	凃冠廷
Contributors:	化學工程與材料工程學系奈米材料碩士班
Keywords:	聚乳酸聚乙二醇摻合物雙螺桿押出射出成形
Date:	2022
Issue Date:	2023-02-23 15:27:52 (UTC+8)
Abstract:	本論文旨在利用雙螺桿壓出機擠壓法製備熱塑性聚乳酸（PLA）/聚乙二醇（PEG）之摻合物，並檢測其形態學、物理性質、熱性質、機械性質、動態與靜態力學性能。本實驗使用聚乳酸添加聚乙二醇製備不同分子量2000、4000、6000依重量百分比（100：0）、（90：10）、（85：15）、（80：20）、（0：100）之摻合物來改善PLA的脆性。探討不同比例的聚乳酸與聚乙二醇的形態學(FTIR、SEM、RAMAN、XRD)、物理性質(密度)、熱性質(DSC、TGA、TMA、MI、HDT)、機械性質(硬度、耐衝擊測試、抗張測試、抗折測試)以及動態熱機械性質(DMA)對聚乳酸之性能及影響差異程度。實驗結果得知，形態學經由FTIR發現紅外光可以觀察PLA及PEG兩者的特徵峰，因為PEG有PLA沒有的特徵峰，所以添加越多PEG使其特徵峰更明顯。X光照射的XRD會發現摻合物隨著PEG的含量增加，使特徵峰有稍許的上升。由SEM可觀察不同分子量隨著分子量越大，孔洞越多，摻合物的相容性變差。另外，隨著PEG添加量增加，試片斷裂表面逐漸片狀平滑，達到增韌的效果，原因為PEG具有極佳的柔韌性。物理性質的測試，PLA會因為PEG增加使密度下降。在熱性質，PEG的添加使耐熱性質下降，以及在DSC結果中，結晶度也有提升，熔融指數隨PEG的分子量及添加量增加，開始下降。在機械性質測試中，PEG的添加使硬度下降，耐衝擊強度上升，在抗張及抗折測試中，添加PEG，其強度與模數皆有下降的趨勢。在DMA試驗中，隨著PEG的含量增加，複合材料越來越軟，導致曲線下移，而Tg點則隨著PEG的含量增加，會越來越低。簡單實用的塑化改性方法拓寬了PLA的應用領域，塑化後的PLA薄膜在包裝材料、生物降解農用薄膜和醫療器械等領域具有潛在的應用前景。
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