การเตรียมยางบวมน้ำจากยางธรรมชาติกราฟต์ด้วยโซเดียมอะคริเลต

Abstract

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ศึกษาสมบัติยางธรรมชาติ (NR) กราฟต์โคพอลิเมอไรเซชั่นด้วยโซเดียมอะคริเลต (NaAA) เตรียมโดยใช้โปแตสเซียมเปอร์ซัลเฟส (KPS) เป็นสารริเริ่มปฏิกิริยา ได้เป็น NR กราฟต์ด้วย NaAA (NR-g-NaAA) โดยแปรปริมาณ KPS และ NaAA ที่ 1-3 และ 20-60 phr ตามลำดับ ทำปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันภายใต้สภาวะไนโตรเจนที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ชั่วโมง พบว่าสูตรการสังเคราะห์ที่เหมาะสมที่สุด คือ การใช้ปริมาณ KPS ที่ 2 phr และ NaAA ที่ 40 phr ให้ผลของกราฟต์ติ้งพารามิเตอร์และประสิทธิภาพการกราฟต์ที่ให้ผลมีแนวโน้มสูงที่สุด ผลการพิสูจน์เอกลักษณ์โครงสร้างทางเคมีด้วยเทคนิค ATR FT-IR พบหมู่ –COO^- ของ NaAA ตำแหน่งเลขคลื่นที่ 1680 cm^-1 แสดงให้เห็นว่าเกิดการกราฟต์ NaAA ลงบน NR จากนั้นนำมาเตรียมเป็น NR-g-NaAA เชื่อมโยง โดยใช้ไดคิวมิวเพอร์ออกไซด์ (dicumyl peroxide, DCP) เพื่อใช้เป็นสารเชื่อมโยง ส่งผลให้ NR-g-NaAA มีสมบัติการดูดซึมน้ำได้ดีที่สุดประมาณ 130 เปอร์เซ็นต์ ภายในเวลา 720 ชั่วโมง จากการทดลองในครั้งนี้ได้ผลของไฮโดรเจลที่เตรียมจากการกราฟต์ แสดงให้เห็นว่ามีแนวโน้มของหมู่ชอบน้ำในโครงสร้างไฮโดรเจลสูงที่สุด ซึ่งส่งผลให้เกิดการดูดน้ำได้มากที่สุด สำหรับการประยุกต์ใช้ NR-g-NaAA ในการเตรียมเป็นยางบวมน้ำและพบว่ายางบวมน้ำมีสมบัติเชิงกลที่ดีและสามารถขยายตัวในน้ำได้ 

คำสำคัญ : ยางบวมน้ำ; โซเดียมอะคริเลต; ยางธรรมชาติ; การดูดซึมน้ำ

Abstract

The aim of this research was to study the water absorption and mechanical properties of hydrogel, obtained from grafted sodium acrylate (NaAA) onto natural rubber (NR) via graft copolymerization reaction at which this sample was identified as NR-g-NaAA. The reaction was carried out by varying potassium persulfate (KPS) acted as initiator and NaAA used as monomer at 1-3 and 20-60 phr, respectively under nitrogen atmosphere at 70 °C for 4 h. The grafting efficiency was characterized by attenuated total Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR). It was found that the absorption band at 1680 cm^-1 was detected and attributed to –COO^- stretching of NaAA. In addition an optimum grafting efficiency was obtained for 2 phr of KPS and 40 phr of NaAA. These samples were then cured by dicumyl peroxide (DCP) used as a cross-linking agent for water absorption and mechanical experiment. It was demonstrated that the greatest water absorption was enhanced at 130 % for 720 h and good mechanical properties of water swellable rubber (WSR) was also accompanied. It could be claimed that the increase in hydrophilic property resulting in improved wettability and mechanical properties of water swellable rubber (WSR). 

Keywords: water swellable; sodium acrylate; natural rubber; water absorption