Abstract
本文是以Langmuir-Blodgett成膜技術來製備聚苯乙烯粒子膜，因為LB成膜技術具等多項的優點，可以精確的控制膜厚在單分子的等級，可以形成較均勻的結構，因此我們將採用LB成膜技術。 本研究在製備聚苯乙烯薄膜時無法製備出緊密堆積的單粒子層，因為我們無法得到一個完整的π-A等溫曲線圖，一直無法有崩潰壓的產生，我們推測是因為粒子的聚集現象，界面上得粒子數減少而無法達到單層的緊密排列，而另一部份是則有粒子從氣液界面跑到副相中。其中分散溶劑是粒子產生聚集現象重要的因素，當膠體粒子分散在有機溶劑中其Zeta Potential的值都會大幅的下降，造成粒子分散性的不佳，雖然粒子分散水中有較大Zeta Potential值，但因為水的揮發性不好，所以也不是一個適當的分散溶劑。除了粒子在分散溶劑中的分散性要良好之外，其中分散溶劑在水界面上的分散性也很重要，若加入過多的分散溶劑則粒子就會在溶劑中分散而不是在界面上分散，這也會造成粒子分散性不佳的原因。 我們嘗試再現Scholtmeijer的PMMA粒子的π-A等溫曲線圖，我們一直無法再現出Scholtmeijer的實驗結果，都無法有崩潰壓的產生。由我們不同濃度下所得的π-A等溫線圖中，在結果中發現在低濃度下的粒子溶液有明顯的三段斜率變化，所以我們推測在低濃度下PMMA粒子的分散性較佳，在界面上沒有嚴重的聚集情況，但結果中仍舊沒有崩潰壓的產生，代表著還是有粒子從界面上跑到副相中。 在實驗的過程中，我們發現當阻隔棒靜止時表面壓力會持續的下降，於是我們試著探討表面壓力下降量對時間的關係，是否因為粒子間的排列需要平衡時間。我們分別探討小分子花生酸、PMMA球和PS球，結果發現膠體粒子的鬆弛時間比小分子還要明顯，而膠體粒子中PS球的鬆弛現象比PMMA球還要嚴重。針對PS球而言，較小的PS球其鬆弛的現象更為嚴重。 利用LB沈積法取粒子薄膜的結果中，我們可以很明顯的發現PS球和PMMA球不管在高濃度還是低濃度下都有嚴重的聚集現象產生，所以這也是為何在π-A等溫線圖中我們一直無法有崩潰壓的產。我們可以知道在高濃度下的玻璃基材覆蓋率是大於低濃度的，這是因為我們所添加到界面上的分散溶劑體積量較少，所以在界面上的分散性較好。其中比較有趣的是PS球的聚集現象中，會有少部份的粒子形成規則的多粒子層結構，而此種現象在PMMA球中並沒有發現。