Abstract
在研究溶劑在高分子膜內擴散情形的方法中，彎柄儀具有設備架構簡單、操作方便、靈敏度高且試片製備容易、所需用量少等優點。而且，許多元件包含了高分子膜的層狀結構，應用彎柄儀技術可以了解溶劑在高分子層中的擴散行為。已往的研究中所探討的，都是Case I的擴散行為，但許多溶劑在高分子內的擴散行為已被發現是屬於Case II。因此有必要建立一個完整的Case II 理論模式。在先前的研究工作中，已針對溶劑在高分子薄膜內Case II 擴散行為，推導出一簡化的公式，可以很方便的求出溶劑的擴散鋒前進速率。但是這個簡化的公式只能適用於薄膜的條件下。在實際的應用上，卻會碰到許多厚膜的情況。因此需要推導出一包含了各項變因，可適用各種膜厚的 Case II 擴散理論模式。在本研究中，根據CaseII 擴散的特性，利用三層應力的關係，推導出完整的Case II 理論模式，此一理論模式可用於預測任一擴散時間下基材的曲率半徑，以了解Case II 擴散對整個層狀結構的影響。再利用電腦模擬，探討在各種不同條件下，無因次曲率變化率對時間的關係，以充份明瞭溶劑在高分子中Case II 擴散行為的特性。在旋塗法( Spin-casting )製膜的過程中，由於表面張力的關係，會造成膜厚的不均勻，在膜的兩端會形成隆起(Bump )，因而在擴散末期影響無因次曲率變化率對時間的關係。針對這個情況，在電腦模擬中，將膜的表面形態( Surface Topology )也予以考慮，並利用數值方法加以修正。最後，溶劑 N-Methyl-Pyrrollidone(NMP) 在 Pyromellitic-dianhydride-paraphenylene-diamine ( PMDA-PDA) 膜中的擴散為例，做了數組實驗，以驗證本理論模式的可靠性。