第五章 實驗部份
5.2 量測儀器
為了鑑定中間產物、前驅物單體或聚合物之化學結構及物理特性，採用下列 測詴儀器：
5.2.1 核磁共振光譜儀（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）
使用 Varian Unity-300 及 Varian UI-500 核磁共振光譜儀。其中以 d-chloroform 作為溶劑，化學位移單位為 ppm，氫譜分別以 δ = 0.00 (TMS) or 7.26 (D-CHCl3) ppm 作為內部基準，碳譜則以 δ = 77.00 ppm (D-CHCl3)作為內部基準。以 d-DMSO 作為溶劑，氫譜則以 2.54 ppm (D6-DMSO)作為內部基準，碳譜則以 δ = 40.45 ppm (D6-DMSO)作為內部基準。光譜資料中：符號 s 表示單峰(singlet)，d 表示二重峰 (doublet)，t 表示三重峰(triplet)，m 則表示多重峰 (multiplet)。
5.2.2 熱重分析儀 (Thermal Gravimetric Analyzer，TGA)
使用 Perkin Elmer Pyris 熱重分析儀。秤取 2 ~ 5 mg 樣品，在氮氣流量為 100 mL/min 下先升溫至 110 oC 維持 10 分鐘，以除去樣品中可能含有之水氣，而後 降溫至 50 oC，待溫度恆定後，再以 10 oC/min 的升溫速率加熱至 750 oC，測量 其溫度對於樣品剩餘重量百分比之關係圖。
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5.2.3 微差掃描卡計 (Differential Scanning Calorimeter，DSC)
使用 TA Instruments Unpacking the Q Series DSC 及 RCS 冷卻系統提供低溫 環境。秤取樣品 2 ~ 5 mg，先降溫至 0 oC 待其平衡後，加熱至小於樣品熱裂解 溫度 50 度之溫度，並重複此步驟兩次，其中加熱及冷卻的掃描速率分別為 10oC/min 及 30 oC/min。最後以溫度對熱流作圖。
5.2.4 紅外線光譜儀 (Fourier Transform Infrared Spectrometer，
FT-IR)
使用 Perkin Elmer Instruments Spectrum One 光譜儀。解析度：4 波數(cm-1)，
範圍 400 ~ 4000 波數(cm-1)。溶液的配製：以鄰二氯苯為溶劑，0.5 wt%為濃度，
並加入光酸(photoacid generator)－diphenyliodonium hexafluoroarsenate (6 wt%相 對於材料)。首先在溴化鉀鹽片上將材料以 500 rpm 的速度旋轉塗佈 30 秒，再以 1000 rpm 旋轉塗佈 2 秒，即可進行掃描。隨後將此鹽片以高於材料玻璃轉換溫 度 10 度的溫度加熱 30 分鐘，使分子產生擾動後，放入紫外光曝光機照光 40 秒 鐘，再進行光交聯後的掃描。
5.2.5 凝膠滲透層析儀（Gel Permeation Chromatography，GPC）
使用 Viscotek VE2001GPC 高壓幫浦系統，偵測器為 Viscotek T50A differentia 及 Viscotek LR125 referactometer 。 儀 器使 用 三 支 一 組 之 American Polymer Column，所填充之 Gel 尺寸大小各為 105、104和 103Å ，並使用 polystyrene 標準 樣品製作分子量校正曲線。測詴時以 THF 為沖提液，並保持於 35℃的恆溫槽中。
樣品溶液之配製方式為將秤取好的 4.0 mg 聚合物溶於 2 mL THF 中，將配置溶液 超音波震盪 15 分鐘後，以 0.2 μm 的 Nylon filter 過濾後使用。
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5.2.6 紫外線與可見光光譜儀（UV-Vis Spectrophotometer）
使用 HP 8453 型 UV-visible 光譜儀，用以偵測樣品之吸收光譜。樣品以溶劑 溶解後，即可進行溶液態的實驗。薄膜的製備：配置樣品濃度在為 1 wt%，以 3×3×0.15 cm3的石英玻璃當作基材，將個別詴片以不同轉速旋轉塗佈於玻璃上，
即可進行薄膜態的實驗。
碳六十衍生物之交聯程度測詴：以 PCBOD 為例，溶液的配製為 1 wt%溶於 鄰二氯苯中，加入光起始劑－diphenyiodonium hexafluoroarsenate (4 及 6 wt%相對 於 PCBOD)兩種比例。以 1000 rpm 旋轉塗佈至石英玻璃上，於 140 oC 加熱 30
溶於四氫呋喃中，加入光起始劑－diphenyiodonium hexafluoroarsenate (6 wt%相對 於 P3HOT-10)。以 1000 rpm 旋轉塗佈至石英玻璃上，於 100 oC 加熱 10 分鐘後，
放入紫外光曝光機中以不同的時間曝光，隨後的實驗如同上述。
5.2.7 循環伏安計量儀 (Cyclic Voltammetry，CV)
使用 Autolab ADC 164 型電位儀來記錄氧化-還原電位。碳六十衍生物：以 0.1 M 之 Bu4NPF6 (tetrabutylammonium hexafluorophosphate) 的鄰二氯苯溶液為電解液，將 3 毫克待測物溶在電解液內(約 5 × 10-4 M)，以 Ag/AgCl 為參考電極，ferrocene/ferrocenium (Fc/Fc+)為內參考電位，玻璃碳(glassy carbon)作為工作電極，白金絲為對應電極。量測時以 30 mV/sec 的速率掃描記錄 其還原曲線。
ELUMO = - (E
red – E
Fc/Fc++ 4.8)
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其中 EFc/Fc+ = 0.5
公式經 ferrocene 標準品校正過後，改寫為
ELUMO = - (E
red + 4.3)
P3HOT 高分子：以 0.1 M 之(n-Bu)4NBF4的乙腈溶液為電解質，將待測物溶 液塗佈於玻璃碳(glassy carbon)工作電極表面，以飽和甘汞電極(standard calomel electrode, SCE)為參考電極，ferrocene/ferrocenium (Fc/Fc+)為內參考電位，白金絲 為對應電極。量測時以 30 mV/sec 的速率掃描記錄其氧化曲線
EHOMO = - (Eox – EFc/Fc++ 4.8) 其中 EFc/Fc+ = 0.4
公式經 ferrocene 標準品校正過後，改寫為
EHOMO = -(Eox+ 4.4)
(其中常數 4.8 為 ferrocence 相對於真空能階(vacuum level)的能量數值)
5.2.8 太陽光模擬元件量測系統（AM 1.5）
使用 YAMASHITA DENSO 型號 YSS-50A 太陽光模擬元件量測系統測量元 件的電流及電壓值。