Abstract
高分子間的交互擴散行為深受其分子鏈的運動模式所影響,本實驗中針對溶解度相近的兩互溶性高分子PS與PPO,利用薄膜疊層的方法,將其製成擴散偶並予以加熱處理以促進擴散行為的進行,同時藉由二次離子質譜術的優良縱深解析度,偵測其濃度曲線之分佈以提供有力之佐證,以求能了解其微觀尺度的物理性質。同時藉由變換PS分子量,研究交纏分子量對分子鏈運動及擴散行為的影響。實驗結果顯示,界面會隨加熱時間及加熱溫度的增加而往PPO方向移動,且溫度效應遠大於時間效應,研究中證實存在於PS/PPO擴散偶間的玻璃態-橡膠態交互擴散行為符合Case II 擴散行為模式之特徵,其濃度分佈曲線有別於一般典型之穿透曲線,藉由DSIMS所測得之縱深濃度分佈圖中定量化分析其數據發現,PS/PPO界面呈現陡峭分佈,且在PS層內之PPO分子成均質分佈且與時間無關,反觀在PPO層之濃度則維持在100%。藉由PS/PPO擴散偶所呈現之擴散行為我們假設其內分子鏈之運動可分為三個步驟完成擴散行為,並確認其屬於Case II的擴散行為模式。藉由變換PS分子量, 發現交纏分子鏈所形成之交纏網路會影響高分子本身的鬆弛運運動行為。藉由熱力學之觀點,我們計算擴散層之玻璃轉換溫度,並定義混合層之厚度,以了解分子鏈掙脫玻璃態之束縛進入橡膠態所需之空間及時間。同時藉由計算交互擴散係數,發現其擴散行為符合fast theory所提出之敘述,並找出分子鏈跨越界面所需克服的活化能障。