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液化纖維素合成水性PU樹脂及其應用於有機-無機混成材料之研究

為了解決native尺寸ptt的問題，作者林均憲 這樣論述：

有鑑於化石原料日漸枯竭，本研究以液化反應轉化生質物（Biomass）取代部分傳統化學品。第一部分以微晶纖維素（Microcrystalline cellulose；MC）及Whatman 1號濾紙（Whatman No.1 filter paper；WH）為原料，聚乙二醇（Polyethylene glycol；PEG-400）及丙三醇為液化溶劑，硫酸為催化劑進行液化處理，探討液化產物性質之經時變化；第二部分以液化MC與WH取代部分多元醇與異佛爾酮二異氰酸酯（Isophorone diisocyanate；IPDI）以預聚合法合成水性聚胺基甲酸酯（Waterborne polyurethan

e；WPU）樹脂，並探討合成樹脂及其應用於塗料之性質；第三部分則於水性PU樹脂添加四乙基矽氧烷（Tetraethoxysilane；TEOS），以溶膠凝膠法（Sol-gel process）製備水性PU/矽氧有機-無機混成材料，並探討不同TEOS添加量對混成材薄膜性質之影響。研究結果顯示液化纖維素之殘渣率隨液化時間增加而降低，液化處理90 min後MC和WH之羥價為294和286 mg KOH/g，重量平均分子量為998和1153 g/mol，顯微影像證實液化處理之殘渣尺寸較原料小且分布較窄，XRD分析證明液化產物殘渣維持纖維素Ⅰβ型結晶結構。液化纖維素為原料可成功製備水性PU樹脂，隨液化纖維

素取代比例增加，樹脂液之黏度及粒徑增大，其樹脂薄膜之拉伸模數及儲存模數增加，液化纖維素基質者於紫外光波段之穿透率降低，然熱安定性、拉伸強度及破壞伸長率則降低。塗裝性質則顯示各條件樹脂塗膜附著性、耐衝擊性、耐冷及耐熱性佳，添加液化纖維素者顏色偏黃且硬度增加，惟耐磨耗性降低。添加TEOS製備之水性PU/矽氧混成材所形成之SiO2三次元網狀結構會增加材料間之交互作用，並限制水性PU樹脂分子鏈之活動性，提高水性PU/矽氧混成材之熱穩定性，但過量SiO2影響水性PU樹脂分子鏈排列之規則性，降低樹脂薄膜之耐水性、耐溶劑性及機械性質，惟液化纖維素取代比例50%者，添加TEOS之薄膜拉伸強度及拉伸模數顯著增加

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