Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเตรียมคอมพอสิตของยางคาร์บอซิเลตสไตรีนบิวทาไดอีน/ยางธรรมชาติ/นาโนซิลิกาห่อหุ้มด้วยพอลิสไตรีน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Preparation of carboxylated styrene butadiene rubber/natural rubber/polystyrene-encapsulated nanosilica composites

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

เสาวรจน์ ช่วยจุลจิตร์

Second Advisor

กนกทิพย์ บุญเกิด

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ประยุกต์และเทคโนโลยีสิ่งทอ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.1043

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเตรียมนาโนคอมพอสิตของยางผสมระหว่าง ยางคาร์บอซิเลตสไตรีนบิวทาไดอีน (XSBR) และยางธรรมชาติ เติมด้วยนาโนซิลิกาห่อหุ้มด้วย พอลิสไตรีน โดยการผสมยาง XSBR กับยางธรรมชาติที่อัตราส่วนโดยน้ำหนักแห้ง เท่ากับ 70/30 50/50 และ 30/70 ก่อนผสมกับนาโนซิลิกาห่อหุ้มด้วยพอลิสไตรีนปริมาณ 3 ส่วนต่อยางร้อยส่วน โดยผสมในสภาพเลเท็กซ์ ซึ่งนาโนเลเท็กซ์ของนาโนซิลิกาห่อหุ้มด้วยพอลิสไตรีนถูกสังเคราะห์ด้วยกระบวนการเกิดพอลิเมอร์แบบ ‘อินซิทู’ ดิฟเฟอเรนเชียลไมโครอิมัลชันของสไตรีนมอนอเมอร์กับ นาโนซิลิกาที่ผ่านการเตรียมผิวด้วยสารคู่ควบเมทาคริลอกซีโพรพิลไตรเมทอกซีซิเลน ซึ่งอนุภาคไฮบริดขนาดนาโนเมตรที่เตรียมได้มีโครงสร้างแบบ ‘คอร์-เชลล์’ และมีขนาดอนุภาคเฉลี่ยเท่ากับ 34 นาโนเมตร โดยเลเท็กซ์ผสมของยาง XSBR ยางธรรมชาติและนาโนซิลิกาห่อหุ้มด้วย พอลิสไตรีนถูกหล่อให้เป็นแผ่นในแม่แบบที่ทำจากกระจก แล้วทำให้แห้งในอากาศ ตามด้วยการบ่มในเตาอบที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 ชั่วโมง จากนั้นชิ้นงานได้ถูกตรวจสอบสมบัติเชิงกล (ด้านความทนแรงดึง ความทนทานต่อการฉีกขาดและความแข็ง) สมบัติเชิงกลพลวัต พฤติกรรมทางความร้อนและสัณฐานวิทยาด้วยเครื่องทดสอบยูนิเวอร์แซล เครื่องวัดความแข็ง ชอร์เอ เครื่องวิเคราะห์สมบัติเชิงกลพลวัต เครื่องเทอร์โมแกรวิเมทริกแอนาไลเซอร์และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดตามลำดับ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าสมบัติด้าน ความทนแรงดึง สมบัติเชิงกลพลวัตของยางผสมนาโนคอมพอสิตได้รับการปรับปรุงด้วยการเติมนาโนซิลิกาห่อหุ้มด้วยพอลิสไตรีน ในขณะที่ อนุภาคของนาโนซิลิกาห่อหุ้มด้วยพอลิสไตรีนมีผลต่อความทนทานต่อการฉีกขาด ความแข็งและเสถียรภาพทางความร้อนของยางผสมนาโนคอมพอสิต อย่างไม่มีนัยสำคัญ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research aims to prepare the rubber blend nanocomposites of carboxylated styrene butadiene rubber (XSBR) and natural rubber (NR) filled with polystyrene (PS)- encapsulated nanosilica. The XSBR and NR were blended at XSBR/NR dry weight ratios of 70/30, 50/50 and 30/70, before mixing with PS-encapsulated nanosilica at 3 parts per hundred rubber by latex compounding method. The nanolatex of PS-encapsulated nanosilica was first synthesized via in situ differential microemulsion polymerization of styrene monomer in the presence of nanosized silica pretreated with 3-methacryloxypropyltrimethoxy silane coupling agent. The resulting hybrid nanoparticles showed core-shell structure with an average diameter of 34 nm. The blended latices of XSBR, NR and PS-encapsulated nanosilica were cast into sheets on a glass mold, air dried and then cured in an oven at 80°C for 3 h. After that, the specimens were examined for their mechanical properties (tensile properties, tear strength and hardness), dynamicmechanical properties, thermal behaviors and morphology using a universal testing machine, Shore A hardness tester, dynamic mechanical analyzer, thermal gravimetric analyzer and scanning electron microscope. The results showed that the tensile and dynamic mechanical properties of the obtained rubber blend nanocomposites could be improved by the addition of the PS-encapsulated nanosilica. Whereas the PS-encapsulated nanosilica provided insignificant effects on the tear strength, hardness and thermal stability of the rubber blend nanocomposites.

Link to Full Text

Share

COinS