Abstract
光彈性(photoelasticity)的原理一直廣泛地使用在高分子應力的量測.本文利用光彈性的原理量測聚亞醯胺薄膜的應力,並探討高分子鏈在薄膜的排列行為.量測方法是以各種傾角量測試片上高分子薄膜之垂直平面(out-of-plane)和平行平面(in-plane)的雙折射率,並和不受外應力之自由薄膜(freestanding film)的雙折射率比較.同時利用拉伸機量測應力光學係數(stress optical coefficient,簡稱 SOC)以計算各平面應力.我們發現聚亞醯胺膜之雙折射率中包含很大的非外加應力引致的分子鏈排列與內應力效應.同時實驗結果顯示薄膜之應力光學係數(SOC)隨厚度的減少而增加,代表在薄膜中高分子較易對外力反應產生順應的排列.這和由機械測量所得的結果相合,即聚亞醯胺薄膜的楊氏模數 (Young's Modulus)隨厚度減少而顯著降低.SOC量測的過程我們也發現除極薄之薄膜之外.應力與雙折射率的曲線有一明顯之轉折點,轉折點之生成與薄膜之降服強度有關,同時也會受分子結構與分子鏈排列效應的影響.我們也研究聚亞醯胺薄膜吸收水氣之後,其分子鏈的排列以及薄膜應力之生成與鬆弛的現象.同時探討不同厚度聚亞醯胺薄膜吸收溶劑產生薄膜應力破裂,造成薄膜應力鬆弛的現象.結果發現,薄膜應力鬆弛量隨薄膜厚度減少而降低,這和薄膜應力的量測結果可以互相呼應.除此之外,我們更變化薄膜硬化溫度.探討硬化溫度對薄膜雙折射率,分子鏈排列和機械性質的影響,實驗結果發現硬化溫度高於玻璃轉換溫度 Tg時,薄膜的機械性質與分子鏈排列均有很大的變化,玻璃轉換溫度Tg正好是一個重要的臨界點.最後我們更將領域跨入光敏性聚亞醯胺,研究其分子鏈排列與環境應力破裂的特性.