Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเตรียมคอมพอสิตระดับนาโนเมตรของยางธรรมชาติ/มีโซพอรัสซิลิกาดัดแปรด้วยเอมีน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Preparation of amine modified natural rubber/mesoporous silica nanocomposites

Year (A.D.)

2016

Document Type

Thesis

First Advisor

ชวลิต งามจรัสศรีวิชัย

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.2016.10

Abstract

ในงานวิจัยนี้มีโซพอรัสซิลิกา (HMS-NH2) และคอมพอสิตของยางธรรมชาติ/มีโซพอรัสซิลิกา (NR/HMS-NH2) ที่ผ่านการดัดแปรพื้นผิวด้วยหมู่เอมีนถูกสังเคราะห์ผ่านวิธีการควบแน่นร่วมด้วยวิธีโซล-เจลในภาวะที่เป็นกลางโดยใช้ เตตระเอทิลออโธซิลิเกต (TEOS) เป็นสารตั้งต้นซิลิกา เตตระไฮโดรฟิวแรน (THF) เป็นตัวทำละลายอินทรีย์เพื่อควบคุมอันตรกิริยาและปฏิกิริยาโซล-เจลของสารตั้งต้นซิลิกาและอะมิโนไซเลน โดเดซิลเอมีน (DDA) เป็นสารกำหนดโครงสร้าง และใช้ 3-อะมิโนโพรพิลเมทอกซีไซเลน (APS) 3-(2-อะมิโนเอทิลอะมิโน)โพรพิลไตรเมทอกซีไซเลน (AEA) และ 3-[2-(2-อะมิโนเอทิลอะมิโน)เอทิลอะมิโน]โพรพิลไตรเมทอกซีไซเลน (AEEA) เป็นอะมิโนไซเลน ทำการศึกษาอุณหภูมิในการบ่ม เวลาในการบ่ม ชนิดของอะมิโนไซเลน และอัตราส่วนโดยโมลของอะมิโนไซเลน โดยใช้เทคนิควิเคราะห์ต่างๆ จากการทดลองพบว่า วัสดุมีโซพอรัสซิลิกาและคอมพอสิตของยางธรรมชาติ/มีโซพอรัสซิลิกาที่ผ่านการดัดแปรพื้นผิวด้วยหมู่เอมีนที่เตรียมได้นั้นมีอัตราส่วนของ APS สูงสุดถึงร้อยละ 15 หรือสามารถดัดแปรด้วย AEEA โดยยังมีโครงสร้างเป็นมีโซพอรัสแบบเฮกซะโกนัล วัสดุ HMS-NH2 ที่เตรียมได้มีปริมาณหมู่เอมีนในโครงสร้างในช่วง 0.72-2.16 มิลลิโมล กรัม-1 มีพื้นที่ผิวจำเพาะ (272-627 ตารางเมตร กรัม-1) และปริมาตรรูพรุนที่สูง (0.48-1.92 ตารางเมตร กรัม-1) นอกจากนี้วัสดุ NR/HMS-NH2 ที่เตรียมได้มีปริมาณหมู่เอมีนในโครงสร้างในช่วง 0.43-1.84 มิลลิโมล กรัม-1 มีพื้นที่ผิวจำเพาะ (115-492 ตารางเมตร กรัม-1) และปริมาตรรูพรุนที่สูง (0.14-1.34 ตารางเมตร กรัม-1) และยังส่งผลให้พื้นผิวของวัสดุมีสภาพชอบน้ำลดลงซึ่งสามารถยืนยันได้โดยใช้เทคนิคการวัดมุมสัมผัส

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

In the present work, a series of ordered amine-functionalized mesoporous silicas (HMS-NH2) and natural rubber/mesoporous silica composites (NR/HMS-NH2) were synthesized via direct co-condensation and sol-gel method under neutral conditions using tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a silica precursor, and tetrahydrofuran was used as organic solvent to control interaction and sol-gel reaction of silica source and aminosilanes. Dodecylamine (DDA) was used as a structure-directing agent in the presence of 3-aminopropyltrimethoxysilane (APS), [amino-ethylamino] propyltrimethoxysilane or [(2aminoethylamino)ethylamino]propyltrimethoxysilane (AEEA) as amino group precursors. Effects of aging temperature, aging time, type and concentration of the added aminosilanes on the physicochemical properties of the resulting materials were investigated by using various characterization techniques. The results confirmed the synthesis of successful amine-functionalized mesoporous silicas and natural rubber/mesoporous silica composites with different amine groups. Their mesostructured framework was retained even after the functionalization at a high APS loading level (15 mol%) or using AEEA as the aminosilane precursor. The HMS-NH2 materials has an amine concentration of 0.72–2.16 mmol g-1 , a high surface area (272-627 m2 g-1) and a large total pore volume (0.48-1.92 cm3 g-1). Besides, the NR/HMS-NH2 obtained an amine concentration of 0.43–1.84 mmol g-1, high surface area (115-492 m2 g-1) and a large total pore (0.14-1.34 cm3 g-1). In addition, their hydrophobicity was confirmed by contact angle measurement.

Link to Full Text

Share

COinS