Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Compatibility and degradation of low density polyethylene/poly(lactic acid) blends

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

ความเข้ากันได้และการย่อยสลายของพอลิเอทิลีนชนิดควาหนาแน่นต่ำ/พอลิแลกติกแอซิดเบลนด์

Year (A.D.)

2007

Document Type

Thesis

First Advisor

Suda Kiatkamjornwong

Second Advisor

Siriwan Phattanarudee

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Petrochemistry and Polymer Science

DOI

10.58837/CHULA.THE.2007.1136

Abstract

Blends off LDPE and PLA with two molecular weights of LDPEs (125 kg/mol and 240 kg/mol) were prepared by a twin screw extruder with PLA content from 5-20%. LLDPE-g-MA was used as a coupling agent because of natural incompatibilization of polyolefin and polyester. The blend morphology was investigated by SEM from which a better distribution of the PLA dispersed phase was found in LDPE (240 kg/mol) blends. The effect of LLDPE-g-MA compatibilizer was observed in both types of LDPE as that the size distributions of dispersed PLA were reduced. MFI of blends was decreased and showed poor interfacial adhesion between the two phases. DSC thermograms could not detect a significant effect of the compatibilizer LLDPE-g-MA. Tensile and Young’s modulus of the compatibilized blends were improved but Ized impact and elongation at break were dropped. They were improved by the LLDPE-g-MA addition. The blends of LDPE with 240 kg/mol degraded faster in Proteinase K than those of 125 kg/mol, due to the better and denser distribution of PLA in the LDPE matrix leading to a better enzymatic degradation. Upon adding the compatibilizer, the enzymatic degradation efficiency was reduced especially in the blends with a better PLA dispersion. After the enzymatic degradation pores were widely distributed on the surface of the films. The blends were destroyed at the PLA dispersed phase.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาการทำพอลิเมอร์ผสมระหว่างพอลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นต่ำที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน(125 กิโลกรัมต่อโมล และ กิโลกรัมต่อโมล) ด้วยเครื่องรีดแบบเกลียวคู่ด้วยอัตราส่วนผสมของ พอลิแลกติกแอซิดที่ร้อยละ 5-20 เนื่องจากพอลิโอเลฟินและพอลิเอสเทอร์โดยธรรมชาติมีความไม่เข้ากัน จึงได้เลือกใช้ LLDPE-g-MA เป็นตัวประสาน ศึกษาสัญฐานวิทยาของพอลิเมอร์ผสมโดย SEM พบว่าในพอลิเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุล กิโลกรัมต่อโมล มีการกระจายวัฏภาคของพอลิแลกติกแอซิดดีกว่า จากการทดลองทั้งระบบมีที่พอลิเอทิลีนมีน้ำหนักโมเลกุลสูงและต่ำกว่าพบว่า LLDPE-g-MA มีผลทำให้ขนาดของวัฏภาคของพอลิแลกติกแอซิลดลง ดัชนีการไหลของพอลิเมอร์ผสมมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อสัดส่วนผสมของพอลิแลกติกแอซิดเพิ่มขึ้น เนื่องจากระหว่างวัฏภาคไม่มีแรงยึดเหนี่ยวต่อกัน ตรวจสอบสมบัติทางความร้อนด้วย DSC พบว่าไม่พบผลของตัวประสานเนื่องจาก LLDPE-g-MA มีปริมาณน้อยมาก ความต้านทานแรงดึงและค่า Young’s modulus ของพอลิเมอร์ผสมที่มีการใช้ตัวประสานนี้มีค่ามากขึ้น แต่พบว่าค่าการทนแงกระแทกแบบ Izod และจุดยืดขาดมีค่าลดลงอย่างชัดเจน ซึ่งเมื่อใช้ตัวประสานแล้วพบว่าทั้งค่าการทนแรงกระแทกแบบ Izod และจุดยืดขากมีค่ามากขึ้นการย่อยสลายพอลิเมอร์ผสมที่ได้จากพอลิเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุล 240 กิโลกรัมต่อโมลด้วยเอนไซม์ Proteinase K ได้เร็วกว่าพอลิเมอร์ผสมจากพอลิเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุล 125 กิโลกรัมต่อโมล เนื่องจากการกระจายตัวที่ดีกว่าของพอลิแลกติกแอซิดในพอลิเอทิลีน จึงมีความสามารถทำปฏิกิริยาการย่อยสลายได้ดีกว่า เมื่อมีการปรับปรุงความเข้ากันได้ด้วยตัวประสานแล้วพบว่า ประสิทธิภาพการย่อยสลายด้วยเอนไซม์นั้นลดลงในระบบที่มีการกระจายตัวของพอลิแลกติกแอซิดที่ดีว่า หลังจากการย่อยสลายด้วยเอนไซม์แล้วพบว่า มีรูพรุนกระจายตัวอยู่บนผิวหน้าของแผ่นฟิล์ม ซึ่งเกิดจากพอลิแลกติกแอซิดที่ผสมอยู่ถูกทำลาย

Link to Full Text

Share

COinS