Abstract
由於苯乙烯－丁二烯－苯乙烯團聯共聚物(SBS) 具有微相分離構造是一種重要的熱可塑性橡膠，具有橡膠高氣體透過性之性質，因此本研究嘗試以此為研究基本材料。以輻射接枝法將4-乙烯萴啶接枝至SBS 基材，形成SBS-g-VP接枝共聚物，利用4-乙烯萴喧對氧的高親和性與SBS 的高氣體滲透性，以期制備較佳的富氧膜。而在制備SBS-g-VP接枝共聚物的過程，順便對4-乙烯萴啶輻射接枝至SBS 之動力學進行詳實的研究。在SBS 的結構中由於丁二烯團聯具有不飽和雙鏈，在適當的條件下能予以反應，所以本研究亦嘗試以過甲酸將其環氧化，使SBS 極性化，探討其溶解度參數，并聯度及玻璃轉移溫度的變化，然后以這些因素來探討環氧化的SBS (簡稱SBS) 對氣體透過之性質。在4-乙烯萴啶的結構上，由於其環上的氮原子具有成對的未鍵結電子能與具有空價軌域的金屬錯合物產生錯合鍵結，因此在本研究中亦嘗試將SBSg-VP, 與具有氧載體特性的(N, N -disalicylideneethylene-diamine) cobalt (II) (CoS) 形成錯合鍵結，利用(CoS) 對氧具有可逆的吸脫附特性，探討含有CoS SBS-g-VP膜對氧透過性質。當SBS 被環氧化時聚丁二烯團聯上的不飽和雙鍵與過酸反應形成環氧基(oxirane) 。由於環氧基上的氧原子帶有二對的未鍵結電子，依錯合鍵結之理論具有成對未鍵結電子之分子可與具有空價軌域的金屬錯合物產生錯合鍵結，因此本究亦探討ESBS與CoS在氯仿溶液中之錯合鍵結之可能性，并經由溶液鑄膜法成膜，研究含氧載體之ESBS膜對氧之氣體透過性。經由本研究對SBS 的改質探討發現，材料的改質雖可以將分離效果提高，但相對的會降低其氣體透過性。當SBS 僅單純的予以輻射改質或化學環氧化改質，由於物性的改變，因而影響氧氮的透過性。其影響因素不外乎：(1) 溶解度參數 (2) 高分子鏈節運動能力、交聯密度 (3) 玻璃轉移溫度。溶解度參數對氣體在高分子薄膜內之溶解度有影響，當高分子材質之溶解度參數增加時不利於氣體在高分子內的溶解度，至於於(2)、(3)、則與高分子材質之自由體積有關，高效聯密度及玻璃轉移溫度不利於高分子鏈節運動能力，造成自由體積相對較小，而不利氣體的透過。對含鈷金屬錯合體CoS 的改質SBS 膜及其對氧透過性之研究中顯示，由於SBS-g-VP及ESBS分別與CoS 產生錯合時由於高分子鏈節運動能力與祑，所以形成之SBS-g-VP-CoS分別與ESBS-CoS膜之形態結構不同，因此對氧的吸附能力相祑，以ESBS-CoS膜較SBS-g-VP-CoS膜為高。由於含鈷金屬錯合體之改質SBS 膜對氧具有可逆吸附之能力，因此對氧的透過效應需以Dual Mode 處理。