Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Preparation and properties of poly(lactic acid)/epoxidized natural rubber/nanosilica composites
Year (A.D.)
2017
Document Type
Thesis
First Advisor
อัญญพร บุญมหิทธิสุทธิ์
Second Advisor
เสาวรจน์ ช่วยจุลจิตร์
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
ปิโตรเคมีและวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์
DOI
10.58837/CHULA.THE.2017.1050
Abstract
วัตถุประสงค์ของงานนี้ คือ การปรับปรุงความเหนียวและเสถียรภาพทางความร้อนของพอลิแล็กทิกแอซิดด้วยการเติมยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์และนาโนซิลิกา โดยยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ถูกเตรียมจากน้ำยางธรรมชาติผ่านกระบวนการ อิน ซิทู อิพ็อกซิเดชัน โดยใช้กรดฟอร์มิก 0.5 โมลาร์ และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 0.75 โมลาร์ ที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ชั่วโมง จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคฟูเรียร์แทรนสฟอร์มสเปกโทรสโกปี พบว่า ยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์มีปริมาณหมู่อิพ็อกไซด์ร้อยละ 30 โดยโมล จากนั้นยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ที่เตรียมได้ถูกนำไปผสมกับพอลิแล็กทิกแอซิดที่ปริมาณต่างๆ (ร้อยละ 10, 20 และ 30 โดยน้ำหนัก) ในเครื่องผสมแบบปิดตามด้วยเครื่องอัดแบบ จากผลการทดสอบ พบว่า การเติมยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ลงในพอลิแล็กทิกแอซิด ส่งผลให้ความทนแรงกระแทกและการยืดตัว ณ จุดขาดได้รับการปรับปรุง หากแต่ความทนแรงดึง ยังส์มอดุลัสและเสถียรภาพทางความร้อนลดลง และเนื่องด้วยพอลิเมอร์ผสม 80/20 พอลิแล็กทิกแอซิด/ยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ มีความทนแรงกระแทกและการยืดตัว ณ จุดขาดสูงที่สุด (16.4 เมกะปาสคาล และร้อยละ 7.8 ตามลำดับ) จึงได้ถูกเลือกเพื่อนำไปเตรียมคอมพอสิตด้วยนาโนซิลิกาที่สามอัตราส่วน (1, 2 และ 3 ส่วนโดยน้ำหนักต่อเรซินร้อยส่วน) จากผลการทดลอง พบว่า ความทนแรงกระแทกและเสถียรภาพทางความร้อนของคอมพอสิตได้รับการปรับปรุงเมื่อเปรียบเทียบกับพอลิเมอร์ผสม 80/20 พอลิแล็กทิกแอซิด/ยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ โดยการเติมนาโนซิลิกาที่ปริมาณ 2 ส่วนโดยน้ำหนักต่อเรซินร้อยส่วน พบว่า ความทนแรงกระแทกและเสถียรภาพทางความร้อนสูงที่สุด นอกจากนี้ สมบัติเชิงกลและสมบัติทางความร้อนของ 80/20/2 พอลิแล็กทิกแอซิด/ยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์/นาโนซิลิกาคอมพอสิตที่เตรียมด้วยกระบวนการผสมเเบบหลอมเหลว ถูกนำไปเปรียบเทียบกับคอมพอสิตที่เตรียมด้วยการผสมยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์และนาโนซิลิกาในภาวะเลเท็กซ์ ที่ปริมาณซิลิกาเท่าๆ กัน พบว่า การเตรียมคอมพอสิตในภาวะเลเท็กซ์มีสมบัติเชิงกลและสมบัติทางความร้อนต่ำกว่าการเตรียมคอมพอสิตในภาวะหลอมเหลว เมื่อพิจารณาที่ปริมาณนาโนซิลิกาในคอมพอสิตเท่าๆ กัน
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
This study aimed to improve the toughness and thermal stability of poly(lactic acid) (PLA) by incorporating epoxidized natural rubber (ENR) and silica nanoparticles (nSiO2). The ENR was prepared from natural rubber latex via in situ epoxidation using 0.5M formic acid (HCOOH) and 0.75M hydrogen peroxide (H2O2) at 50 ˚C for 4h. Based on FT-IR spectra, epoxide content of ENR was about 30 mol%. The as-prepared ENR was then blended with various loadings of PLA (10, 20, and 30 wt%) in an internal mixer, followed by a compression molding. The results showed that the incorporation of ENR into PLA caused an enhancement in the impact strength and elongation at break, but deteriorated the tensile strength, Young’s modulus and thermal stability. According to the optimum impact strength and elongation at break (16.4 MPa and 7.8%, respectively), the 80/20 PLA/ENR blend was selected for preparing composites with three loadings of nSiO2 (1, 2 and 3 phr). It was found that the impact strength and thermal stability of the composites were improved compared to those of the 80/20 PLA/ENR blend. Among the investigated 80/20/2 PLA/ENR/nSiO2 composites exhibited the highest mechanical and thermal properties. Moreover, the mechanical and thermal properties of the 80/20/2 PLA/ENR/nSiO2 prepared by melt mixing were also compared with those of the composite prepared by mixing ENR and nSiO2 in latex stage in the same content of nSiO2. It was revealed that at the similar nSiO2 content (2 phr), the composite prepared by latex mixing exhibited lower mechanical and thermal properties than the composite prepared by melt mixing.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
มงคลวัย, อรรถพล, "การเตรียมเเละสมบัติของพอลิแล็กทิกแอซิด/ยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์/นาโนซิลิกาคอมพอสิต" (2017). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 1540.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/1540