本研究由自身聚集行為而形成兩種不同尺寸的相分離結構，其中較大尺寸的結構乃是由於雙團聯式共聚合物之不互容分子鏈段所形成，其大小約為數十至數百個奈米；而較小尺寸奈米結構為柔軟性高分子與陰離子型界面活性劑所形成之梳狀超分子結構，其大小約為一至數十奈米，此兩種不同尺寸的結構共存於一系統中，因而形成一“結構內結構”之有趣形態。我們以聚苯乙烯-聚乙烯吡啶(PS-b-P4VP)團聯式共聚合物為起始物，利用具長烷基尾鏈之十二烷基苯環酸(DBSA)上的-SO3H與吡啶環上的氮原子形成質子轉移之離子鍵結，使DBSA分子連結在吡啶環上而形成一具規則排列的梳形層狀結構，因此為一〝梳狀-柔曲雙團聯式共聚合物〞。首先我們利用NMR及GPC來獲得PS-b-P4VP之分子量及組成比，接著利用FTIR來証實此PS-b-P4VP(DBSA)x系統的複合作用力為離子鍵。PLM可觀察到複合系統的雙折射性質，當P4VP(DBSA)x團聯的梳狀重量百分率超過63%以上時才具有雙折射現象。而從DSC分析中顯示，P4VP(DBSA)x團聯的Tg點會隨著DBSA複合量的增加而上昇，其成因仍由於DBSA分子的緊密排列所致。在WAXD資訊中，論證了大部分的複合系統具有由高分子層與界面活性劑層所交替組成之層狀結構，然後我們以一維關聯函數(one-dimensional correlation function)來分析高分子層和界面活性劑層的厚度變化，發現此兩層的厚度隨著DBSA量的增加而逐漸增厚，此仍由於DBSA分子的長烷基尾鏈部分被拉伸所致。最後我們以TEM來觀察複合不同DBSA比例之共聚合物形態，發現有形態上的轉變。

Solid-state complexes between diblock copolymer and amphiphilic surfactant (surf) results in polymers characterized by two length scales with one macroscopic “block copolymer length” and one mesomorphic ordered “nanoscale”. In this study, the desired polymer was prepared by complexing the surf molecules, i.e., 4-dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA), with polystyrene-block-poly(4-vinyl pyridine) (PS-b-P4VP) and a comb-coil A-block-(B-graft-C) type copolymer can be generated through a supramolecular assembly route. On the block copolymer scale, the PS blocks are phase-separation from the P4VP(DBSA)x block, which x denotes the molar ratio between DBSA and pyridine groups. Bonding interaction between PS-b-P4VP and DBSA was conformed by FTIR. PLM was used to detect the mesomorphic structure within P4VP(DBSA)x block. In all cases, we found that birefringent can be only found in copolymer with their comb content exceeding 63 wt%. In the thermal analysis, shows us that the glasses transition temperature(Tgs) of the P4VP(DBSA)x block increases with the increasing DBSA content, a result related to the stiffening of the P4VP main chain due to dense packing. On the mesomorphic nanoscale, wide-angle X-ray diffraction study suggests an ordered supramolecular layer structure was formed in most of the complexation cases, in which the thicknesses of the polymer and surf layers were determined from the one-dimensional correlation function. The result indicates that both layers thickness increase with increasing DBSA amounts due to the stretching of the long alkyl tail in DBSA. Finally, macroscopic morphology varied with the DBSA content according to TEM results.

目錄

中文摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 v
表目錄 xi

一 、前言 1
二 、介紹 6
2-1 液晶發展史 7
2-2 液向型液晶 8
2-3 二級作用力的分類 10
2-4 二級作用力之自身聚集行為 14
2-5 高分子/界面活性劑複合物之超分子形態 20
2-6 高分子-界面活性劑複合物液晶相形成的條件 23
2-7 團聯式共聚合物 29
2-8 無定形團聯式共聚合物之形態變化及控制方法 32
2-9 團聯式共聚合物混摻體之形態 42
三、文獻回顧 47
3-1聚乙烯吡啶/十二烷基苯磺酸之複合系統 48
3-2聚乙烯吡啶/十二烷基苯磺酸鋅鹽之複合系統 55
3-3聚乙烯吡啶/十五烷基酚之複合系統 62
3-4聚苯乙烯與不同氫鍵型界面活性劑之複合系統 69
3-5聚苯乙烯/十九烷基酚之複合系統 82
3-6聚苯乙烯-聚乙烯吡啶/十五烷基酚之複合系統 86
3-7聚苯乙烯-聚乙烯吡啶/甲基磺酸/十五烷基酚複合系統 95
四、研究動機 102
五、實驗材料 104
六、實驗儀器 106
七、雙團聯式共聚合物之合成 112
7-1 合成方法 112
7-2 共聚合物之組成測定 113
7-3 共聚合物之分子量測定 115
八、團聯式共聚合物與界面活性劑之複合 116
8-1 複合程序 116
8-2 複合作用力分析 118
九、熱性質分析 128
9-1熱穩定性分析 128
9-2相轉移溫度分析 135
9-3雙折射性分析 147
十、微結構分析 150
10-1 介相結構分析 150
10-3 穿透式電子顯微鏡分析 174
十一、結論 180
十二、後續工作 181
十三、參考文獻 182

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