พอลิเมอร์ผสมฐานชีวภาพจากพอลิ(3-ไฮดรอกซีบิวทีเรต-โค-3-ไฮดรอกซีวาเลอเรต)และยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Bio-based polymer blends from poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) and epoxidized natural rubber

Author

ณพรรดิ โตมะโน, คณะวิทยาศาสตร์

Year (A.D.)

2021

Document Type

Thesis

First Advisor

อรทัย บุญดำเนิน

Second Advisor

ชวนชม อ่วมเนตร

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

ปิโตรเคมีและวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์

DOI

10.58837/CHULA.THE.2021.747

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ปรับปรุงสมบัติเชิงกลในด้านความทนแรงกระแทกของพอลิ(3-ไฮดรอกซีบิวทีเรต-โค-3-ไฮดรอกซีวาเลอเรต) ด้วยการทำพอลิเมอร์ผสมกับยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ (ร้อยละ 25, และ 50) ร่วมกับการใส่สารช่วยผสมพอลิบิวตะไดอีนกราฟต์มาเลอิกแอนไฮไดรด์เพื่อช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ให้แก่วัฏภาค PHBV และ ENR ด้วยเครื่องผสมระบบปิดที่อุณหภูมิ 175 องศาเซลเซียสและความเร็วโรเตอร์ 50 รอบต่อนาที ในการวิจัยขั้นแรกเป็นการศึกษาผลของสัดส่วน PHBV ต่อ ENR ที่ 100/0, 90/10, 80/20, และ 70/30 จากนั้นจึงเทียบกับการใส่สารช่วยผสมในปริมาณร้อยละ 0, 5, และ 10 จากการวิเคราะห์สมบัติเชิงกลพบว่าที่สัดส่วน 70/30 PHBV/ENR/5%PB-g-MA ของทั้ง ENR-25 และ ENR-50 ให้ค่าความทนแรงกระแทกได้สูงถึง 6.92 ± 0.35, และ 7.33 ± 1.19 J/m ซึ่งมากกว่า 100 PHBV ถึง 2 และ 2.3 เท่าตามลำดับ ในขั้นตอนต่อมาได้นำพอลิเมอร์ผสมที่เตรียมได้ไปเพิ่มสมบัติเชิงกลจากการทำไดนามิกส์วัลคาไนเซชันเพื่อให้เกิดการเชื่อมขวางในวัฏภาค ENR โดยใช้ DCP เป็นสารเชื่อมขวางปริมาณ 2 ส่วนในร้อยส่วน จากการวิเคราะห์สมบัติความทนแรงกระแทกพบว่า 70/30 PHBV/ENRv/5%PB-g-MA ของทั้ง ENRv-25 และ ENRv-50 สามารถเพิ่มค่าความทนแรงกระแทกได้สูงถึง 62.99 ± 14.76 และ 24.40 ± 2.84 J/m ซึ่งมากกว่าการเตรียมพอลิเมอร์ผสมด้วยวิธีปกติถึง 9.10 และ 3.10 เท่าตามลำดับ นอกจากนี้พอลิเมอร์ PHBV และพอลิเมอร์ผสมที่สัดส่วน ENR ร้อยละ 30 ที่เตรียมได้ยังถูกนำไปทดสอบความสามารถในการย่อยสลายด้วยการฝังดินเป็นระยะเวลา 3 เดือน ผลที่ได้พบว่าพอลิเมอร์ PHBV มีปริมาณน้ำหนักหายไปถึงร้อยละ 37.11 ± 3.08 และเมื่อทำพอลิเมอร์ผสมพบว่าน้ำหนักพอลิเมอร์ผสมของ 70/30 PHBV/ENR/5%PB-g-MA ของทั้ง ENR-25 และ ENR-50 ได้หายไปถึงร้อยละ 45.69 ± 2.02 และ 40.14 ± 3.70 ตามลำดับแสดงให้เห็นว่าการผสมยางลงไปเพื่อแก้ไขสมบัติความเปราะยังช่วยให้การย่อยสลายเกิดได้ดีขึ้นอีกด้วย

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The goal of this research is to enhance the mechanical characteristics in the terms of toughness of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) with epoxidized natural rubber (25, and 50), as well as to increase the compatibility of PHBV/ENR blends with polybutadiene grafted with maleic anhydride (3 MA groups/chain). The mixes were made utilizing a melt mixing method using an internal mixer set to 175°C with a rotor speed of 50 rpm. The PHBV/ENR blends were mixed in proportions of 100/0, 90/10, 80/20, and 70/30 with PB-g-MA at 0, 5, and 10% (wt./wt.). The findings indicated that at a 70/30 PHBV/ENR composition, the impact strength of each 25 and 50 epoxide content was greatest at 6.92 ± 0.35 J/m and 7.33 ± 1.19 J/m, respectively, which is higher than 100 PHBV for 2 and 2.3 times. The 70/30 PHBV/ENR (25, and 50) blends were improved mechanical characteristics such as toughness via using dynamic vulcanization with the DCP as crosslink-agent of 2 (phr). The dynamic vulcanization of the 70/30 PHBV/ENRv blends of ENR-25 and ENR-50 exhibited the maximum impact strength, with 62.99 ± 14.76 J/m and 24.40 ± 2.84 J/m, respectively. Despite this, the 100 PHBV, 70/30 PHBV/ENR-25, and 70/30 PHBV/ENR-50 were all buried in soil for three months to test their biodegradability. The 100 PHBV was decreased to 37.11 ± 3.08 percent after three months, while the 70/30 PHBV/ENR of each 25 and 50 was dropped to 45.69 ± 2.02 percent and 40.14 ± 3.70 percent, respectively. In addition, the ENR-enhanced mixtures improve toughness while simultaneously increasing PHBV degradation.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

โตมะโน, ณพรรดิ, "พอลิเมอร์ผสมฐานชีวภาพจากพอลิ(3-ไฮดรอกซีบิวทีเรต-โค-3-ไฮดรอกซีวาเลอเรต)และยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์" (2021). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 5289.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/5289