Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Polylactide compounding for injection molding product

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

ผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปโดยกระบวนการฉีด จากสารประกอบโพลีแลคไทด์สังเคราะห์

Year (A.D.)

2013

Document Type

Thesis

First Advisor

Rathanawan Magaraphan

Faculty/College

The Petroleum and Petrochemical College (วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Polymer Science

DOI

10.58837/CHULA.THE.2013.1923

Abstract

The ring-opening polymerization of lactide was synthesized in single step process via using stannous (II) octoate, Sn(Oct)₂ as a catalyst to get the high molecular weight of polylactide (PLA). For improving the thermal and mechanical properties of PLA, the graft copolymerization between a lactide monomer and epoxidized natural rubber (ENR), ENR-g-PLA was synthesized. The ENR-g-PLA copolymers were successfully synthesized and confirmed by FT-IR spectra. The occurrence peak at 1740 cm¯¹ and 3400 cm¯¹ corresponded to the carbonyl group (C=O) and hydroxyl group (-OH) which resulted from the reaction between PLA and ENR. Moreover, the ENR-g-PLA copolymers gave the molecular weight around 1.87 x 10⁴ to 2.78 x 10⁴ g/mol. The highest amount of copolymer and the highest molecular demonstrated at the catalyst content around 0.2 wt% and the temperature of mixing around 160 ºC. Furthermore, the calculation of grafting showed that there was 24%grafting of ENR on PLA. Also, the degree of grafting was directly proportional to various ENR contents. For the thermal properties, the decomposition temperature of copolymer (~355 ºC) was higher than pure PLA (~332 ºC). In addition, the impact strength of copolymer increased in the presence of ENR. The impact strength of ENR-g-PLA increased 1.5-folds in comparison to pure PLA. The elongation of copolymer was improved compared to pure PLA. Moreover, the morphology of copolymer was studied by FE-SEM. The results revealed the well dispersion phase of ENR in PLA matrix.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชั่นแบบเปีดวงของแลคไทด์ ถูกสังเคราะห์ได้ภายในขั้นตอนเดียวโดยใช้กรดเกลือของธาตุสแตนนัสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อให้ได้โพลีแลคไทด์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง แต่ยังมีข้อเสียในเรื่องความเปราะและแตกหักง่าย ดังนั้นเพื่อการปรับปรุงคุณสมบัติทั้งทางด้านความร้อนและเชิงกลของโพลีแลคไทด์ สามารถทำได้โดยกระบวนการพอลิเมอร์ไรเซชั่นแบบกราฟระหว่างแลคไทด์โมโนเมอร์และยางธรรมชาติอีพอกซิไดซ์ ซึ่งจะสังเคราะห์ได้เป็น ENR-g-PLA ในส่วนของโครงสร้างทางเคมีของโคพอลิเมอร์นั้นสามารถวิเคราะห์ได้โดยเครื่องวิเคราะห์สารด้วยอินฟราเรด(FTIR) พบว่าจะมีการปรากฎของช่วงคลื่นที่ 1740 cm¯¹ เละ 3400 cm¯¹ แสดงถึงหมู่คาร์บอนิลและไฮดรอกซิลที่เป็นผลมาจากปฏิกิริยาระหว่างโพลีแลคไทด์และยางธรรมชาติอีพอกซิไดซ์ นอกจากนี้ ENR-g-PLA โคพอลิเมอร์ยังให้น้ำหนักโมเลกุลประมาณ 1.87 x 104 ถึง 2.78 x 10⁴ กรัม/โมล โดยที่น้ำหนักโมเลกุลสูงสุดของโคพอลิเมอร์นั้นเกิดขึ้นเมื่อความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยาประมาณ 0.2 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักและอุณหภูมิของการผสมประมาณ 160 องศา นอกจากนี้ เมื่อคำนวณหาปริมาณการเกิดโคพอลิเมอร์พบว่ามีปริมาณการเกิดโคพอลิเมอร์ของ ENR 24% และประมาณการเกิดโคพอลิเมอร์แปรผันโดยตรงกับปริมาณ ENR สำหรับสมบัติทางด้านความร้อนนั้นอุณหภูมิในการสลายตัวของโคพอลิเมอร์สูงกว่าโพลีแลคไทด์ อีกทั้งสมบัติเชิงกลในการทนต่อแรงกระแทกนั้นก็เพิ่มขึ้นจากการที่มียางธรรมชาติอีพอกซิไดซ์ เป็นส่วนประกอบโดยการทนต่อแรงกระแทกของ ENR-g-PLA นั้นเพิ่มขึ้น 1.5 เท่าเมื่อเทียบกับโพลี แลคไทด์บริสุทธิ์ สมบัติการยืดตัวของโคพอลิเมอร์สามารถวัดได้โดย เครื่องทดสอบแรงดึง ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีการยืดตัวที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับโพลีแลคไทด์บริสุทธิ์ นอกจากนี้รูปร่างของโคพอลิเมอร์ สามารถศึกษาได้โดยเครื่องฟิลด์อีมิสชันสแกนนิ่งอิเล็กตรอนไมโครสโคป ซึ่งผลแสดงให้เห็นว่ามีการกระจายตัวที่ดีของวัฏภาคยางธรรมชาติอีพอกซิไดซ์ในโพลีแลคไทด์

Link to Full Text

Share

COinS