CNT 添加量對抗老化程度之比較

0.1 phr CNT/PVC 於 180 ℃不同加熱老化時間之 UV-vis 光譜圖，如圖 4-18(A)所示，觀察到 0.1 phr CNT/PVC 在吸收波長範圍 300~600 nm 隨著老化 時間增長其吸收度增加，由於添加 0.1 phr 未改質奈米碳管於聚氯乙烯中在不 同熱老化程度下仍然有吸收度上升之情形，表示添加奈米碳管並無法完全抑制 住聚氯乙烯受熱裂解後共軛雙鍵的增長，但吸收度相較於 PVC 而言較低，表 示添加 0.1 phr CNT 仍有延緩共軛雙鍵生成之效果。

此外，0.1 phr CNT/PVC 老化時間為 0 min 之光譜圖與純 PVC 同樣老化時 間為 0 min 的光譜圖有所不同，是由於未改質奈米碳管不溶於溶劑 THF，儘管 奈米碳管分散性不佳，容易因碳管之間的凡德瓦力而團聚在一起，但仍有些微 較細小的奈米碳管顆粒分散於溶液中，進行測定時紫外可見光會打到奈米碳管 的顆粒造成散射，導致全波長範圍之吸收度提高。

將未改質奈米碳管其添加量增加至 0.3 phr 於 PVC 中，進行加熱老化試驗 所得之 UV-vis 光譜圖，如圖 4-18(B)所示，同樣隨著加熱老化時間增加，聚氯 乙烯脫去氯化氫數量變多，同時生成共軛雙鍵數目增多，形成不同長度之共軛 多烯結構(CH=CH)_n，可以觀察到在波長 300~600 nm 有明顯吸收度上升的情形，

而純 PVC 熱老化之 UV-vis 光譜圖其吸收波長範圍在 300~700 nm，說明添加

另外，CNT 添加量由 0.1 phr 增至 0.3 phr，奈米碳管數量增加，為了降低 表面能，使得更多奈米碳管團聚在一起，同時，分散於溶液中 CNT 數量也會 增加，以致於 0.3 phr CNT/PVC 同樣老化時間為 0 min 的 UV-vis 光譜圖，其全 波長範圍之吸收度墊高程度相較於 0.1 phr CNT/PVC 而言有上升的情形。

為了排除奈米碳管在 UV-vis 光譜圖中吸收度墊高所造成的影響，因此將 樣品於各個加熱時間所測得之光譜圖，與未加熱老化(0 min)之光譜圖相減而後 進行分析比較，如圖 4-19 所示，可以清楚觀察到純 PVC 與 CNT/PVC 在不同 加熱時間其吸收度之差異，發現添加 CNT 其吸收度皆降低，表示在 PVC 中添 加微量(0.1 phr 或 0.3 phr) CNT 能有效抑制共軛多烯結構的增長，推測是因為 CNT 本身缺陷點受熱活化，進而吸收 PVC 所產生之自由基，CNT 達到清除 PVC 自由基的效果，因此延緩了 PVC 中脫去氯化氫的催化反應，減緩其共軛 雙鍵生成之速度，具有熱安定化作用。對於 PVC 中 CNT 劑量從 0.1 phr 提升 至 0.3 phr 而言，其吸收度大致上有降低的趨勢，證明提升微量 CNT 之劑量具 有延緩 PVC 熱裂解生成共軛雙鍵的作用，增加 CNT 劑量意味著 CNT 在 PVC 中缺陷含量提高，因此吸收 PVC 所釋出之 Cl·或 H·自由基的效果有所增加，

提升聚氯乙烯熱安定的效果。

(A) (B)

圖 4-18 (A) 0.1 phr CNT/PVC,(B) 0.3 phr CNT/PVC 經 180 ℃加熱老化(a) 0 min, (b) 10 min, (c) 30 min, (d) 60 min, (e) 90 min, (f) 120 min 後溶於 THF(40 mg/15 mL)之溶液之 UV-vis 光譜圖

(A) (B)

(C) (D)

圖 4-19 經 180 ℃加熱老化(A) 30 min, (B) 60 min, (C) 90 min, (D) 120 min 後之 (a) 純 PVC, (b) 0.1 phr CNT/PVC, (c) 0.3 phr CNT/PVC 溶於 THF(40 mg/15 mL) 之溶液之 UV-vis 光譜圖