Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Effects of types of polyols on thermal degradation behaviors of Poly(Benzoxazine-urethane) alloys

Year (A.D.)

2018

Document Type

Thesis

First Advisor

ศราวุธ ริมดุสิต

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Department (if any)

Department of Chemical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2018.1189

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการสลายตัวทางความร้อนของพอลิเบนซอกซาซีนยูริเทนอัลลอย ที่ได้จากการผสมของพอลิเบนซอกซาซีนและพอลิยูริเทน ที่อัตราส่วนโดยโมล 1.5:1 โดยศึกษาถึงผลของชนิดของพอลิออลต่อพฤติกรรมการสลายตัวทางความร้อนและจลนพลศาสตร์ทางความร้อนของพอลิเบนซอกซาซีนยูริเทนอัลลอย ได้ศึกษาพอลิออล 3 ชนิด คือ พอลิโพรไพลีนไกลคอล, วอรานอลพอลิอีเทอร์ และ พอลิเอทิลีนอดิเปตไกลคอล โดยสัดส่วนที่สนใจศึกษาของพอลิเบนซอกซาซีนยูริเทนอัลลอย คือ 100:0, 90:10, 80:20, 70:30 และ 60:40 ซึ่งนำสัดส่วนที่สนใจศึกษา ไปทำการทดสอบการสลายตัวทางความร้อนผ่านเครื่องวิเคราะห์การสลายตัวทางความร้อน (Thermogravimetric Analysis: TGA) โดยเพิ่มอัตราการให้ความร้อน 3 ระดับ คือ 15,20 และ 25 องศาเซลเซียสต่อนาที ผลการทดลองพบว่า สัดส่วนที่ดีที่สุดคือ 70:30 โดยเป็นสัดส่วนที่ให้ค่าการสลายตัวทางความร้อนสูงสุดในทุกๆ อัตราการให้ความร้อน จากนั้นนำสัดส่วนที่ดีที่สุดไปศึกษาการสลายตัวทางจลนพลศาสตร์ทางความร้อนของพอลิเบนซอกซาซีนยูริเทนอัลลอย โดยใช้โมเดลของ Advanced isoconversional method พบว่า พอลิออลทั้ง 3 ชนิดมีค่าพลังงานก่อกัมมันต์ของการสลายตัวทั้งหมด 5 ขั้นตอน ดังนี้ พอลิโพรไพลีนไกลคอล คือ 61,93,103,56 และ 70 กิโลจูลต่อโมล วอรานอลพอลิอีเทอร์ คือ 120,144,372,354 และ 397 กิโลจูลต่อโมลตามลำดับ และพอลิเอทิลีนอดิเปตไกลคอล คือ 68,358,187,204 และ 135 กิโลจูลต่อโมลตามลำดับ โดยค่าพลังงานก่อกัมมันต์ที่ได้ จะเห็นว่าพอลิออลชนิดวอรานอลพอลิอีเทอร์ จะให้ค่าพลังงานก่อกัมมันต์สูงกว่าพอลิออลชนิดอื่นๆ ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่อไป

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research aims to investigate thermal stability of polybenzoxazine (PBA-a) / polyurethane (PU) alloys at a molar ratio of 1.5:1 with different types of polyols on their thermal degradation and kinetics behaviors. The polyols studied are 3 different types including polypropylene glycol, voranol polyether and polyethylene adipate glycol. The ratios of poly(benzoxazine-urethane) alloys were evaluated at 100:0, 90:10, 80:20, 70:30 and 60:40 mass:mass accordingly. Thermal degradation of the alloys was investigated by thermogravimetric analysis (TGA) at multiple heating rates of 15, 20 and 25 (?C/min). The results revealed that 70:30 poly(benzoxazine-urethane) alloys exhibited the best thermal stability under all the conducted heating rates. The thermal degradation kinetics of this optimal ratio was then studied kinetically using an advanced isocoversional method. The results revealed activation energy (Ea) values for 5 steps of thermal degradations for all three polyols to be 61, 93, 103, 56 and 70 kJ/mol for polypropylene glycol, 120, 144, 372, 354 and 397 kJ/mol for voranol polyether and 68, 358, 187, 204 and 135 kJ/mol for polyethylene adipate glycol. From all three polyols, alloys from voranol polyether polyols provided the highest Ea, suitable for further potential industrial applications especially for high thermal stability purposes.

Share

COinS
 
 

To view the content in your browser, please download Adobe Reader or, alternately,
you may Download the file to your hard drive.

NOTE: The latest versions of Adobe Reader do not support viewing PDF files within Firefox on Mac OS and if you are using a modern (Intel) Mac, there is no official plugin for viewing PDF files within the browser window.