Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเพิ่มความสามารถในการขึ้นรูปของพอลิแลกติกแอซิดโคเอทิลีนเทเรฟแทเลตโดยการผสมด้วยพอลิเอทิลีนโคไวนิลแอซิเตต พอลิ 3-ไฮดรอกซีบิวทิเรต และพอลิบิวทิลีนซักซิเนต

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Processibility enhancement of poly(lactic acid-co-ethylene terephalate) by blending with poly(ethylene-co-vintl acetate), poly(3-hydroxybutyrate) and poly(butylene succinate)

Year (A.D.)

2008

Document Type

Thesis

First Advisor

มัณฑนา โอภาประกาสิต

Second Advisor

ปกรณ์ โอภาประกาสิต

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ประยุกต์และเทคโนโลยีสิ่งทอ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2008.991

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปของพอลิแลกติกแอซิดโคเอทิลีนเทเรฟแทเลต ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลไม่สูงนักทำให้มีสมบัติเชิงกลไม่เหมาะสมในการขึ้นรูป โดยการผสมกับพอลิเอทิลีนโคไวนิลแอซิเตต (EVA) พอลิ 3-ไฮดรอกซีบิวทิเรต (PHB) และพอลิบิวทิลีนซักซิเนต (PBS) การเตรียมพอลิเมอร์ผสมทั้ง 3 ระบบ ใช้ปริมาณโคพอลิเมอร์ระหว่างร้อยละ 0 ถึง 100 (โดยน้ำหนัก) โดยใช้เครื่องผสมแบบภายใน จากนั้นจึงวิเคราะห์สมบัติทางความร้อน สมบัติเชิงกล และสมบัติความเข้ากันได้ของพอลิเมอร์ผสมทั้งสามระบบด้วยเทคนิค การวิเคราะห์น้ำหนักภายใต้ความร้อน (TGA) การวิเคราะห์ปริมาณความร้อนแบบส่องกราดเชิงอนุพันธ์ (DSC) และการวิเคราะห์มอดุลัสพลวัต (DMA) เพื่อศึกษาผลของชนิดและอัตราส่วนของพอลิเมอร์ผสม พบว่าเสถียรภาพทางความร้อนที่ตรวจสอบจาก TGA ของพอลิเมอร์ผสมชนิด EVA ดีกว่าพอลิเมอร์ผสมชนิด PHB และ PBS เมื่อพิจารณาอุณหภูมิเปลี่ยนสภาพแก้ว (Tg) ของพอลิเมอร์ผสมด้วย DSC และ DMA พบว่าพอลิเมอร์ผสมระหว่าง EVA กับโคพอลิเมอร์นั้น แสดง Tg ที่ -22 ถึง 23 และ 65 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ซึ่งค่าดังกล่าวไม่เปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนการผสมและมีค่าใกล้เคียงกับ Tg ของ EVA และโคพอลิเมอร์ จึงสรุปได้ว่าพอลิเมอร์ผสมชนิด EVA จัดเป็นพอลิเมอร์ผสมชนิดที่ไม่สามารถเข้ากันได้ (immiscible blends) สำหรับพอลิเมอร์ผสมชนิด PHB และชนิด PBS นั้น แม้จะพบว่ามี Tg ปรากฏสองตำแหน่งเช่นเดียวกัน แต่ค่า Tg ทั้งสองเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของโคพอลิเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ โดย Tg ที่สืบเนื่องจาก PHB และ PBS ในพอลิเมอร์ผสมมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มสัดส่วนของโคพอลิเมอร์ จึงกล่าวได้ว่า PHB และ PBS มีความเข้ากันได้กับโคพอลิเมอร์บางส่วน (partially miscible blend) ซึ่งจากสมบัติการเข้ากันได้บ้างนี้เองที่ทำให้อัตราการเกิดผลึกของ PHB และ PBS ในพอลิเมอร์ผสมเกิดได้ช้ากว่าในกรณีพอลิเมอร์เดี่ยวอย่างมาก ส่วนผลการตรวจสอบค่า storage modulus ที่วิเคราะห์โดย DMA แสดงให้เห็นว่าการผสมโคพอลิเมอร์ด้วยพอลิเมอร์ทางการค้าทั้งสามชนิดมีค่าใกล้เคียงกับของ EVA PHB และ PBS เมื่อสัดส่วนของโคพอลิเมอร์ในพอลิเมอร์ผสมไม่มากกว่าร้อยละ 50 ร้อยละ 25 และร้อยละ 25 ตามลำดับ ทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะสามารถนำพอลิเมอร์ผสมนี้ไปขึ้นรูปใช้งานได้ นอกจากการวิเคราะห์น้ำหนักที่ลดลงของฟิล์มตัวอย่างซึ่งเป็นผลมาจากการสลายตัวโดยปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส โดยแช่ในสารละลายบัฟเฟอร์ พีเอช 7.4 ที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียลเป็นเวลาทั้งสิ้น 16 สัปดาห์ พบว่ามีเพียงพอลิเมอร์ผสมชนิด PBS เท่านั้นที่มีความสามารถในการถูกไฮโดรไลซ์ได้ใกล้เคียงกับพอลิเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The main objective of this research is to enhance the processability of poly(lactic acid-co-ethylene terephthalate) copolymer, whose low molecular weight resulted in unsuitable mechanical properties, by blending with commercial poly(ethylene-co-vinyl acetate), EVA, poly(3-hydroxy butyrate), PHB, and poly(butylene succinate), PBS, respectively. Effects of nature of polymer and the blend content on properties of the resulting blends were investigated. The 3 blend systems were prepared in an internal mixer by varying the copolymer content from 0 to 100% by weight. The blends thermal and mechanical properties, and miscibility were then characterized by TGA, DSC and DMA techniques. TGA results indicate that the copolymer/EVA blends show higher thermal stability, compared to those of PHB and PBS counterparts. DSC and DMA results show that the copolymer/EVA blends have 2 Tgs located at temperatures close to those of EVA and copolymer single components, respectively. However, the 2 Tgs are independent on the blend content, reflecting that these are immiscible blends. On the other hand, results on the corresponding blends with PHB and PBS show 2 separated Tgs observed at temperatures that vary with the blend content. The Tg associated with PHB and PBS constituents is observed at higher temperature in blends with higher copolymer content. This indicates a partial miscibility in these 2 blend systems, resulting in much slower crystallization rates of PHB and PBS constituents in the blends compared to those of single component counterparts. Results obtained from DMA characterization indicate that the 3 blend systems have storage modulus comparable to those of commercial EVA, PHB and PBS single components, when the copolymer content is kept lower than 50, 25 and 25 %, respectively. In addition, hydrolytic degradability of the blends was characterized by soaking sample films in a buffer solution pH 7.4 at 60 °C for 16 weeks. The percentage weight loss of samples was then measured as a function of time. The results indicate that only copolymer/PBS blends can retain the hydrolytic degradability comparable to that of the original PBS polymer.

Link to Full Text

Share

COinS