การสังเคราะห์พอลิแลคติกแอซิดต่อกิ่งด้วยยางธรรมชาติโดยวิธี Reactive Melt-Blending เพื่อใช้เป็นสารรับแรงกระแทกในพอลิแลคติกแอซิด
Article Sidebar
เผยแพร่แล้ว:
เม.ย. 4, 2018
คำสำคัญ:
พอลิแลคติกแอซิด ยางธรรมชาติ การต่อกิ่ง สภาวะหลอมเหลว
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นในการสังเคราะห์สารเพิ่มความเหนียวให้กับพอลิแลคติกแอซิด (PLA) โดยใช้ PLA ต่อกิ่งด้วยยางธรรมชาติ (NR) เป็นสารเพิ่มความเหนียว (toughening agent) และใช้มาเลอิคแอนไฮไดรด์ (MA) เป็นตัวเชื่อม (linker) ซึ่งตัวแปรที่ศึกษา คือ (1) ผลของการดัดแปรโครงสร้างของ PLA ให้อยู่ในรูปของไกลโคไลซ์ PLA (GPLA) โดยใช้เอธิลีนไกลคอล (EG) ต่อ PLA ในอัตราส่วนต่าง ๆ ตั้งแต่ 0.1 : 1-1 : 1 โดยโมล และ (2) ผลของปริมาณ MA ตั้งแต่ 4-10 ส่วน ต่อ 100 ส่วน ของ NR (phr) โดยเมื่อสังเคราะห์สารเพิ่มความเหนียวต่าง ๆ เหล่านี้แล้ว ได้นำสารเหล่านี้ไปทดสอบการใช้เป็นสารเพิ่มความเหนียวในปริมาณ 15 % ของ PLA ซึ่งผลการทดสอบการรับแรงกระแทกพบว่าสารเพิ่มความเหนียวที่ใช้ GPLA ต่อกิ่งกับยางธรรมชาติ (GPLA-g-NR) ส่งผลเสียต่อการรับแรงกระแทกของ PLA ในทุกอัตราส่วนของเอธิลีนไกลคอลที่ศึกษา ทั้งนี้เนื่องจากเอธิลีนไกลคอลส่งผลให้เกิดการตัดสายโซ่โมเลกุลของ PLA ให้สั้นลง ส่วนสารเพิ่มความเหนียวที่ใช้ PLA ที่ไม่มีการปรับสภาพต่อกิ่งกับยางธรรมชาติ (PLA-g-NR) นั้นพบว่าให้ค่าความต้านทานต่อแรงกระแทกเปลี่ยนแปลงตามปริมาณมาเลอิคแอนไฮไดรด์ โดยปริมาณมาเลอิคแอนไฮไดรด์ที่ 6 phr ให้ค่าความต้านทานต่อแรงกระแทกสูงสุด และยังมีความเข้ากันได้ (compatibility) ระหว่างเฟสของยางและพอลิแลคติกแอซิดที่ดีอีกด้วย
คำสำคัญ : พอลิแลคติกแอซิด; ยางธรรมชาติ; การต่อกิ่ง; สภาวะหลอมเหลว
Article Details
ประเภทบทความ
Engineering and Architecture
เอกสารอ้างอิง
[1] จตุพร วุฒิกนกการญจน์, งานวิจัยและสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาบรรจุภัณฑ์จากพลาสติกชีวภาพชนิด PLA, แหล่งที่มา : http://www.seem.kmutt.ac.th/research/pentec/images/งานวิจัยและสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาบรรจุภัณฑ์จากพลาสติกชีวภาพชนิด%20PLA.pdf, 20 ตุลาคม 2559.
[2] Flexman, E.A., 2005, Toughened Poly(lactic acid) Compositions, U.S. Patent No. 7,354,973 B2.
[3] Flexman, E.A., and Kelly, W.E., 1996, Poly(lactic acid) Composition Having Improved Physical Properties, U.S. Patent No. 5,498,650.
[4] Scheer, F. and Kelly, W., 2006, Biodegradable Compounds Including Poly(lactic acid) Polymer Compositions and Products, U.S. Patent No. 7,138,439 B2.
[5] Hale, W.R., 2008, Compatibilized Blends of Biodegradable Polymers with Improved Rheology, U.S. Patent No. 7,368,503 B2.
[6] Scheer, F. and Kelly, W., 2008, Biodegradable Poly(lactic acid) Polymer Composition and Films, Coatings and Products Comprising Biodegradable Poly(lactic acid) Polymer Compositions, U.S. Patent No. 7,393,590 B3.
[7] Randall, J.R., Ryan, C.M., Lunt, J., Hartman, M.H., Hall, E.S., Kolstad, J.J. and Witzke, D.R., 2002, Impact Modified Melt-Stable Lactide Polymer Compositions and Processes for Manufacture Thereof, U.S. Patent No. 5,922,832.
[8] Khemani, K., Schmidt, H. and Hodson, S., 2007, Biodegradable Polymer Blends for Use in Making Films, Sheets and Other Articles of Manufacture, U.S. Patent No. 7,214,414 B2.
[9] Bitinis, N., Verdejo, R., Cassagnau, P. and Lopez-Manchado, M.A., 2011, Structure and properties of polylactide/natural rubber blends, Mater. Chem. Phys. 129: 823-831.
[10] Dechatiwong Na Ayutthaya, W. and Poompradub, S., 2014, Thermal and mechanical properties of poly(lactic acid)/natural rubber blend using epoxidized natural rubber and poly(methyl methacrylate) as co-compa-tibilizers, Macromol. Res. 22: 686-692.
[11] อัญชลี พรไตรรัตน์ และแคทลียา ปัทมพรหม, 2558, การเตรียมยางเชื่อมกิ่งจากยางธรรมชาติด้วยไวนิลอะซิเตตโดยวิธีการฉายรังสีเพื่อใช้เป็นสารปรับปรุงสมบัติการรับแรงกระแทกในพอลิ แลคติกแอซิด, วิทยานิพนธ์ปริญญาโท, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, ปทุมธานี, 197 น.
[12] Chareonsalung, W., Euaphantasate, N. and Pattamaprom, C., 2012, Impact modification of poly (lactic acid) by using modified natural rubber, The 28th International Conference of The Polymer Processing Society (PPS-28), Royal Cliff Beach Hotel, Pattaya.
[13] สิริวรรณ พงษ์สถิตย์ และแคทลียา ปัทมพรหม, 2558, การศึกษาการกราฟต์มาเลอิกแอนไฮไดรด์บนยางธรรมชาติโดยการฉายรังสีแกมมา, วิทยานิพนธ์ปริญญาโท, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, ปทุมธานี, 128 น.
[14] Somboonchai, S., Opaprakasit, P. and Pattamaprom, C., 2014, Value adding of skim natural rubber by grafting with maleic anhydride, Adv. Mater. Res. 844: 41-44.
[15] Wongthong, P., Nakason, C., Pan, Q., Rempel, G.L. and Kiatkamjornwong, S., 2013, Modification of deproteinized natural rubber via grafting polymerization with maleic anhydride, Eur. Polym. J. 49: 4035-4046.
[16] Nakason, C., Saiwaree, S., Tatun, S. and Kaesaman, A., 2006, Rheological, thermal and morphological properties of maleated natural rubber and its reactive blending with poly(methyl methacrylate), Polym. Test. 25: 656-667.
[17] Sookprasert, P. and Hinchiranan, N., 2015, Preparation of natural rubber-graft-poly(lactic acid) used as a compatibilizer for poly(lactic acid)/NR blends, Macromol. Symp. 354: 125-130.
[18] Nakason, C., Kaesaman, A. and Supasanthitikul, P., 2004, The grafting of maleic anhydride onto natural rubber, Polym. Test. 23: 35-41.
[19] Thepthawat, A. and Srikulkit, K., 2014, Improving the properties of polylactic acid by blending with low molecular weight polylactic acid-g-natural rubber, Polym. Eng. Sci. 54: 2770-2776
[20] Nakruangsri, N., Sukpuang, P., Petchsuk, A., Opaprakasit, P. and Opaprakasit, M., 2009, Glycolysis reaction as a chemical recycling process of poly(lactic acid), The 2nd International Conference on Green and Sustainable Innovation (ICGSI), Chiang Rai.
[21] Sukpuang, P., Opaprakasit, M., Petchsuk, A. and Opaprakasit, P., 2014, Toughness enhancement of poly(lactic acid) by employing glycolyzed poly(lactic acid)-cured epoxidized natural rubber, Adv. Mater. Res. 1025-1026: 580-584.
[22] Zhang, J.F. and Sun, X., 2004, Mechanical Properties of poly(lactic acid)/starch composites compatibilized by maleic anhydride, Biomacromolecules 5: 1446-1451.
[23] Petersson, L., Oksman, K. and Mathew, A.P., 2006, Using maleic anhydride grafted poly(lactic acid) as a compatibilizer in poly (lactic acid)/layered-silicate nanocompo-sites, J. Appl. Polym. Sci. 102: 1852-1862.
[24] Fowlks, A.C. and Narayan, R., 2010, The effect of maleated poly(lactic acid)(PLA) as an interfacial modifier in PLA-Talc composites, J. Appl. Polym. Sci. 118: 2810-2820.
[25] Orozco, V.H., Brostow, W., Chonkaew, W., and López, B.L., 2009, Preparation and characterization of poly(lactic acid)-g-maleic anhydride + starch blends, Macromol. Symp. 277: 69-80.
[26] Zhu, R., 2011, Preparation of Maleic Anhydride Grafted Poly(lactid acid)(PLA) and Its Compatibilization Effects on PLA/Soy Protein Composites, Master’s Thesis, Washington State University, United States, 90 p.
[27] Ghaemy, M. and Mossaddegh, K., 2005, Depolymerisation of poly(ethylene terephthalate) fibre wastes using ethylene glycol, Polym. Degrad. Stab. 90: 570-576.
[2] Flexman, E.A., 2005, Toughened Poly(lactic acid) Compositions, U.S. Patent No. 7,354,973 B2.
[3] Flexman, E.A., and Kelly, W.E., 1996, Poly(lactic acid) Composition Having Improved Physical Properties, U.S. Patent No. 5,498,650.
[4] Scheer, F. and Kelly, W., 2006, Biodegradable Compounds Including Poly(lactic acid) Polymer Compositions and Products, U.S. Patent No. 7,138,439 B2.
[5] Hale, W.R., 2008, Compatibilized Blends of Biodegradable Polymers with Improved Rheology, U.S. Patent No. 7,368,503 B2.
[6] Scheer, F. and Kelly, W., 2008, Biodegradable Poly(lactic acid) Polymer Composition and Films, Coatings and Products Comprising Biodegradable Poly(lactic acid) Polymer Compositions, U.S. Patent No. 7,393,590 B3.
[7] Randall, J.R., Ryan, C.M., Lunt, J., Hartman, M.H., Hall, E.S., Kolstad, J.J. and Witzke, D.R., 2002, Impact Modified Melt-Stable Lactide Polymer Compositions and Processes for Manufacture Thereof, U.S. Patent No. 5,922,832.
[8] Khemani, K., Schmidt, H. and Hodson, S., 2007, Biodegradable Polymer Blends for Use in Making Films, Sheets and Other Articles of Manufacture, U.S. Patent No. 7,214,414 B2.
[9] Bitinis, N., Verdejo, R., Cassagnau, P. and Lopez-Manchado, M.A., 2011, Structure and properties of polylactide/natural rubber blends, Mater. Chem. Phys. 129: 823-831.
[10] Dechatiwong Na Ayutthaya, W. and Poompradub, S., 2014, Thermal and mechanical properties of poly(lactic acid)/natural rubber blend using epoxidized natural rubber and poly(methyl methacrylate) as co-compa-tibilizers, Macromol. Res. 22: 686-692.
[11] อัญชลี พรไตรรัตน์ และแคทลียา ปัทมพรหม, 2558, การเตรียมยางเชื่อมกิ่งจากยางธรรมชาติด้วยไวนิลอะซิเตตโดยวิธีการฉายรังสีเพื่อใช้เป็นสารปรับปรุงสมบัติการรับแรงกระแทกในพอลิ แลคติกแอซิด, วิทยานิพนธ์ปริญญาโท, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, ปทุมธานี, 197 น.
[12] Chareonsalung, W., Euaphantasate, N. and Pattamaprom, C., 2012, Impact modification of poly (lactic acid) by using modified natural rubber, The 28th International Conference of The Polymer Processing Society (PPS-28), Royal Cliff Beach Hotel, Pattaya.
[13] สิริวรรณ พงษ์สถิตย์ และแคทลียา ปัทมพรหม, 2558, การศึกษาการกราฟต์มาเลอิกแอนไฮไดรด์บนยางธรรมชาติโดยการฉายรังสีแกมมา, วิทยานิพนธ์ปริญญาโท, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, ปทุมธานี, 128 น.
[14] Somboonchai, S., Opaprakasit, P. and Pattamaprom, C., 2014, Value adding of skim natural rubber by grafting with maleic anhydride, Adv. Mater. Res. 844: 41-44.
[15] Wongthong, P., Nakason, C., Pan, Q., Rempel, G.L. and Kiatkamjornwong, S., 2013, Modification of deproteinized natural rubber via grafting polymerization with maleic anhydride, Eur. Polym. J. 49: 4035-4046.
[16] Nakason, C., Saiwaree, S., Tatun, S. and Kaesaman, A., 2006, Rheological, thermal and morphological properties of maleated natural rubber and its reactive blending with poly(methyl methacrylate), Polym. Test. 25: 656-667.
[17] Sookprasert, P. and Hinchiranan, N., 2015, Preparation of natural rubber-graft-poly(lactic acid) used as a compatibilizer for poly(lactic acid)/NR blends, Macromol. Symp. 354: 125-130.
[18] Nakason, C., Kaesaman, A. and Supasanthitikul, P., 2004, The grafting of maleic anhydride onto natural rubber, Polym. Test. 23: 35-41.
[19] Thepthawat, A. and Srikulkit, K., 2014, Improving the properties of polylactic acid by blending with low molecular weight polylactic acid-g-natural rubber, Polym. Eng. Sci. 54: 2770-2776
[20] Nakruangsri, N., Sukpuang, P., Petchsuk, A., Opaprakasit, P. and Opaprakasit, M., 2009, Glycolysis reaction as a chemical recycling process of poly(lactic acid), The 2nd International Conference on Green and Sustainable Innovation (ICGSI), Chiang Rai.
[21] Sukpuang, P., Opaprakasit, M., Petchsuk, A. and Opaprakasit, P., 2014, Toughness enhancement of poly(lactic acid) by employing glycolyzed poly(lactic acid)-cured epoxidized natural rubber, Adv. Mater. Res. 1025-1026: 580-584.
[22] Zhang, J.F. and Sun, X., 2004, Mechanical Properties of poly(lactic acid)/starch composites compatibilized by maleic anhydride, Biomacromolecules 5: 1446-1451.
[23] Petersson, L., Oksman, K. and Mathew, A.P., 2006, Using maleic anhydride grafted poly(lactic acid) as a compatibilizer in poly (lactic acid)/layered-silicate nanocompo-sites, J. Appl. Polym. Sci. 102: 1852-1862.
[24] Fowlks, A.C. and Narayan, R., 2010, The effect of maleated poly(lactic acid)(PLA) as an interfacial modifier in PLA-Talc composites, J. Appl. Polym. Sci. 118: 2810-2820.
[25] Orozco, V.H., Brostow, W., Chonkaew, W., and López, B.L., 2009, Preparation and characterization of poly(lactic acid)-g-maleic anhydride + starch blends, Macromol. Symp. 277: 69-80.
[26] Zhu, R., 2011, Preparation of Maleic Anhydride Grafted Poly(lactid acid)(PLA) and Its Compatibilization Effects on PLA/Soy Protein Composites, Master’s Thesis, Washington State University, United States, 90 p.
[27] Ghaemy, M. and Mossaddegh, K., 2005, Depolymerisation of poly(ethylene terephthalate) fibre wastes using ethylene glycol, Polym. Degrad. Stab. 90: 570-576.
