2557 ิทยาลัิลปากรยศ - SU...MANUS SAEDAN. a X pp. This research aims to increase impact strength and heat distortion temperature(HDT) of polylacticacid(PLA)

การปรบปรงอณหภมคงรปทางความรอนและความทนแรงกระแทกของพอลแลกตกแอซด

ดวยการผสมกบพอลโพรพลนและพอลเอทลนโคไวนลอะซเตท

โดย

นายศวานนท ศกดาเดชฤทธ

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต

สาขาวชาฟสกส

ภาควชาฟสกส

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

ปการศกษา 2557

ลขสทธของบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

การปรบปรงอณหภมคงรปทางความรอนและความทนแรงกระแทกของพอลแลกตกแอซด

ดวยการผสมกบพอลโพรพลนและพอลเอทลนโคไวนลอะซเตท

โดย

นายศวานนท ศกดาเดชฤทธ

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต

สาขาวชาฟสกส

ภาควชาฟสกส

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

ปการศกษา 2557

ลขสทธของบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

IMPROVED HEAT DISTORTION TEMPERATURE(HDT) AND IMPACT STRENGTH

OF POLYLACTIC ACID(PLA) BY BLENDING WITH POLYPROPYLENE(PP) AND

POLYETHYLENE-CO-VINYL ACETATE (EVA)

By

Mr. Siwanon Sakdadetrit

A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree

Master of Science Program in Physics

Department of Physics

Graduate School, Silpakorn University

Academic Year 2014

Copyright of Graduate School, Silpakorn University

ค

ค

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร อนมตใหวทยานพนธเรอง “ การปรบปรงอณหภมคงรปทางความรอนและความทนแรงกระแทกของพอลแลกตกแอซดดวยการผสมกบพอลโพรพลนและพอลเอทลนโคไวนลอะซเตท ” เสนอโดย นาย ศวานนท ศกดาเดชฤทธ เปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาฟสกส

……........................................................... (รองศาสตราจารย ดร.ปานใจ ธารทศนวงศ) คณบดบณฑตวทยาลย

วนท..........เดอน.................... พ.ศ...........

อาจารยทปรกษาวทยานพนธ รองศาสตราจารย ดร.มนส แซดาน คณะกรรมการตรวจสอบวทยานพนธ .................................................... ประธานกรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร. ศภกจ สทธเรองวงศ) ............/......................../.............. .................................................... กรรมการ (ดร. ธรณศ นาวารตน ) ............/......................../.............. .................................................... กรรมการ .................................................... กรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร. ธระพนธ สนตเทวกล) (รองศาสตราจารย ดร. มนส แซดาน) ............/......................../.............. ............/......................../..............

ง

54306204 : สาขาวชาฟสกส คาสาคญ : พอลแลกตกแอซด/พอลโพรพลน/พอลเอทลนโคไวนลอะซเตท/รแอคทพเบรนด ศวานนท ศกดาเดชฤทธ : การปรบปรงอณหภมคงรปทางความรอนและความทนแรงกระแทกของพอลแลกตกแอซดดวยการผสมกบพอลโพรพลนและพอลเอทลนโคไวนลอะซเตท. อาจารยทปรกษาวทยานพนธ : รองศาสตราจารย ดร. มนส แซดาน. หนา.

การปรบปรงสมบตของพอลแลกตกแอซด (PLA) ในเรองของอณหภมคงรปทางความรอน (HDT) และความทนแรงกระแทก (Impact strength) จะเพมศกยภาพในการใชงาน PLA ไดเปนอยางมากโดยเฉพาะดานบรรจภณฑ อกทงยงสามารถชวยแกปญหาขยะทไมสามารถยอยสลายไดตามธรรมชาต ดงนนงานวจยนจงไดทาการเบลนด PLA กบพอลโพรพลน (PP) เพอปรบปรงคา HDT ดวยกระบวนการรแอคทพเบลนดโดยมเปอรออกไซด (perkadox) เปนตวเรมปฏกรยาและมมาเลอกแอนไฮไดร (MA) กบบวตะไดอนมอนอเมอร (RICON) เปนตวรวมปฏกรยา จากผลการทดลองพบวาการเตม PP สามารถปรบปรงคา HDT ของ PLA ได การทารแอคทพเบลนดสามารถเพมความเขากนไดของ PLA กบ PP สงผลใหความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนดสงกวาPLA เลกนอย จงมการเตมพอลเอทลนโคไวนลอะซเตท (EVA) เพอเพมความทนแรงกระแทกพอลเมอรเบลนด PLA/PP ซงพบวาการเตม EVA นอกจากเพมความทนแรงกระแทกแลวยงสามารถเพมความเขากนไดของ PLA กบ PP ไดอกดวย แตการเตม EVA ในปรมาณสงสงผลใหคา HDT ลดลง

ในตอนสดทายของงานวจยไดทาการเปรยบเทยบการผสมใน Internal mixer กบ Twin screw

extruder ซงพบวาการผสมใน Twin screw extruder ใหสณฐานวทยาและคาความทนแรงกระแทกใกลเคยงกบการผสมใน Internal mixer และใหคา HDT สงกวาการผสมใน Internal mixer

ภาควชาฟสกส บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร ลายมอชอนกศกษา........................................ ปการศกษา 2557 ลายมอชออาจารยทปรกษาวทยานพนธ ........................................

จ

54306204 : MAJOR : (PHYSICS)

KEY WORD : POLYLACTIC ACID/POLYPROPYLENE/POLYETHYLENE-CO-VINYL

ACETATE/REACTIVE BLENDING

SIWANON SAKDADETRIT : IMPROVED HEAT DISTORTION TEMPERATURE

(HDT) AND IMPACT STRENGTH OF POLYLACTIC ACID(PLA) BY BLENDING WITH

POLYPROPYLENE(PP) AND POLYETHYLENE-CO-VINYL ACETATE(EVA). THESIS

ADVISOR : Ph.D. ASSOC. PROF. MANUS SAEDAN. pp.

This research aims to increase impact strength and heat distortion temperature(HDT) of

polylacticacid(PLA) by reactive blending with polypropylene(PP) and polyethylene-co-vinyl

acetate(EVA). Blending of PLA has become a potential for various large-scale industrial

applications in the areas of packaging that can decrease environmental pollution problems from

the plastic of petrochemical resources. PLA/PP was blended in melt processing by free radical

reaction with peroxide, MA and RICON which acts as compatibilizer decreasing the interfacial

tension between blend components and consequently the size of the dispersed phase. The results

of reactive blend showed compatibility more than physical blend and improve impact strength

more than pure PLA. The improvement HDT of PLA can be achieved by added PP and HDT of

PLA/PP blend increase with the content of PP increase. When EVA was added, the morphology

of the blend showed a more homogenized and refined structure. This can be explained by the role

of EVA in compatibilizing the PLA and PP phases which resulting the better and impact strength

althrough HDT of blend dropped when the content of EVA increase. The comparison mixing

process between the twin screw extruder and internal mixer were found that mixing in twin screw

extruder shows compatibility and impact strength near internal mixer but HDT properties higher

than internal mixer.

Department of Physics Graduate School, Silpakorn University

Student's signature ........................................ Academic Year 2014

Thesis Advisor's signature ........................................

ฉ

กตตกรรมประกาศ

งานวจยและวทยานพนธฉบบนสาเรจลลวงไดดวยความชวยเหลอจากบคคลหลายทาน

ตองขอขอบพระคณอาจารย รศ.ดร.มนสแซดานอาจารยทปรกษาหลกและ ผศ.ดร. ศภกจ สทธเรองวงศ สาหรบคาแนะนาการชแนะแนวทางในการดาเนนงานคาใชจายในการดาเนนงานและแนวทางสาหรบการแกไขปญหาในงานวจยเสมอมา ทาใหสามารถดาเนนงานวจยไดสาเรจลลวงตามวตถประสงคทวางไว

ขอขอบพระคณอาจารย ดร.ธรณศ นาวารตน กรรมการสอบวทยานพนธ และผศ.ดร.ธระพนธ สนตเทวกล กรรมการสอบวทยานพนธ

ขอขอบคณ ภาควชาฟสกสคณะวทยาศาสตรมหาวทยาลยศลปากรทเออเฟอสถานทและอานวยความสะดวกสาหรบการใชเครองมอทใชในงานวจย

ขอขอบคณ ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด คณะวศวกรรมศาสตรและเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยศลปากรทเออเฟอและอานวยความสะดวกสาหรบการใชเครองมอทใชในงานวจย

สดทายนขอขอบคณครอบครวของขาพเจาทเปนกาลงใจใหเสมอมา ศวานนท ศกดาเดชฤทธ

ช

ช

สารบญ

หนา บทคดยอภาษาไทย .................................................................................................................... ง

บทคดยอภาษาองกฤษ ............................................................................................................... จ

กตตกรรมประกาศ ..................................................................................................................... ฉ

สารบญตาราง ............................................................................................................................ ญ

สารบญภาพ ............................................................................................................................... ฎ

บทท

บทนา ..............................................................................................................................................

ความเปนมาและความสาคญของปญหา .......................................................................................

วตถประสงคของงานวจย .............................................................................................................

แนวคดงานวจย ............................................................................................................................

ขอบเขตของงานวจย ....................................................................................................................

ขนตอนการดาเนนงานวจยโดยสรป .............................................................................................

ผลทคาดวาจะไดรบและการใชประโยชนดานตางๆ เชน เชงนโยบาย เชงสาธารณะและการพฒนาสเชงพาณชย ......................................................................................................................

เอกสารและงานวจยทเกยวของ .......................................................................................................

พลาสตกชวภาพ (Bioplastic) .......................................................................................................

ประเภทของพลาสตกชวภาพ ..................................................................................................

ผลกระทบทางสงแวดลอมของพลาสตกชวภาพ ...................................................................

พอลเมอรทใชในงานวจย ...........................................................................................................

พอลแลกตกแอซด (polylactic acid หรอ PLA) .....................................................................

พอลโพรพลน(PP) ................................................................................................................

พอลเอทลนโคไวนลอะซเตท(EVA) .....................................................................................

ซ

ซ

บทท หนา

เทอโมไดนามกสของพอลเมอรเบลน .........................................................................................

ความเขากนไดของพอลเมอร (Polymer-Polymer compatibility) ...............................................

เอกสารและงานวจยทเกยวของ ..................................................................................................

วชรนทร หยตง และคณะ ......................................................................................................

Mohd Bijarimi และคณะ ......................................................................................................

H.S. Lee และคณะ ................................................................................................................

วธการดาเนนงานวจย ...................................................................................................................

วสดและสารเคมทใชในการทดลอง ...........................................................................................

เครองมอทใชในการดาเนนงานวจย ...........................................................................................

วธการดาเนนการทดลอง ............................................................................................................

ตอนท 1 ศกษาผลของการเตม Reactive agent ......................................................................

ตอนท 2 ศกษาผลของสดสวน PP .........................................................................................

ตอนท 3 ศกษาผลของการเตม EVA ......................................................................................

ตอนท 4 ศกษาผลของการผสมเขากนโดย Twin screw extruder กบ Internal mixer ............

ผลการทดลองและวเคราะหผลการทดลอง ...................................................................................

ศกษาผลของ Reactive agents ตอความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและสมบตเชงกลของ PLA/PP เบลนด ..............................................................................................

การทดสอบ SEM เพอดสณฐานวทยา ...................................................................................

การทดสอบการละลาย ..........................................................................................................

การทดสอบสมบตทางความรอนดวยเครองทดสอบ HDT ...................................................

การทดสอบสมบตการไหลโดยเครองทดสอบ Melt flow Index ...........................................

สมบตเชงกล .........................................................................................................................

ศกษาผลของสดสวน PP ในพอลเมอรเบลนดตอความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและสมบตเชงกลของ PLA/PP เบลนด ...............................................................................



ฌ

ฌ

บทท หนา การทดสอบสมบตทางความรอนดวยเครองทดสอบ HDT ...................................................


สมบตเชงกล .........................................................................................................................

ศกษาผลของการเตม EVA ตอความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและสมบตเชงกลของ PLA/PP เบลนด ........................................................................................................





สมบตเชงกล .........................................................................................................................

ศกษาผลของกระบวนใน Twin screw extruder ตอความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและสมบตเชงกลของ PLA/PP/EVA เบลนด ................................................................





สมบตเชงกล .........................................................................................................................

สรปผลการทดลอง .......................................................................................................................

รายการอางอง ..................................................................................................................................

ภาคผนวก ........................................................................................................................................

ภาคผนวก ก................................................................................................................................

ประวตผทาวจย ................................................................................................................................

ญ

สารบญตาราง ตารางท หนา 1 แสดงประเภทของพลาสตกชวภาพ .......................................................................................

2 เปรยบเทยบพลงงานในการผลตพลาสตก ...........................................................................

3 แสดงการปลอยกาซเรอนกระจกจากพลาสตก .....................................................................

4 สมบตของ PLA ทผลตเพอการคา NatureWorks LLC ........................................................

5 สมบตของPP ทผลตเพอการคา SCG P600F .......................................................................

6 สมบตของ EVA ทเปลยนตามปรมาณของไวนลอะซเตทในโมเลกล ..................................

7 แสดงสตรตางๆและคา MFI ของพอลเมอรเบลนด ..............................................................

8 แสดงสมบตเชงกลของพอลเมอรเบลนด PP/LDPE ดวยระบบรแอกทฟเบลนด .................

9 แสดงสมบตเชงกลและสมบตทางความรอนของพอลเมอรเบลนด .....................................

10 แสดงสดสวนของพอลเมอรเบลนดและตวเชอมประสาน ...................................................

11 แสดงสดสวนของ PLA/PP เบลนดและ Reactive agent ......................................................



14 แสดงสดสวนของ PLA/PP/EVA เบลนดและ Reactive agent .............................................

15 แสดงผลการทดสอบ MFI ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน / / โดยใชperoxide เปนตวเรมปฏกรยาและ MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา .........

16 แสดงผลการทดสอบ MFI ของพอลเมอรเบลนดสตรตางๆ .................................................

17 แสดงผลการทดสอบ HDT ของพอลเมอรเบลนดสตรตางๆ ................................................

18 แสดงผลการทดสอบสมบตเชงกลไดแก Modulus Tensile strength และ Elongation at

Break ของพอลเมอรเบลนดสตรตางๆ .................................................................

19 แสดงผลการทดสอบความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนดสตรตางๆ .......................

ฎ

ฎ

สารบญรปภาพ ภาพท หนา 1 โครงสรางทางเคมของ PLA ...................................................................................................

2 โครงสรางของแลกตกแอซด D-lactic acid (ซาย) และ L-lactic acid (ขวา) ............................

3 พอลเมอไรเซชนของ lactic acid แบบตางๆ ............................................................................

4 พอลเมอไรเซชนของ lactic acid แบบ direct condensation ....................................................

5 การพอลเมอรไรเซชนแบบ ring-opening ...............................................................................

6 สตรโครงสรางทางเคมของ PP ...............................................................................................

7 แสดงโครงสรางทางเคมของพอลเอทลนโคไวนลอะซเตท ....................................................

8 แสดง lattice ของสารละลายโมเลกลเลก ................................................................................

9 แสดงความสมพนธระหวาง Gm กบ x2 ................................................................................

10 แสดง lattice ของสารละลายพอลเมอร ...................................................................................

11 A แสดงความสมพนธของ ΔGmV กบ ϕ2 B แสดงความสมพนธของอณหภมกบ ϕ2 ...............

12 แสดงความสมพนธของอณหภมกบ ϕ2 ของพอลเมอรเบลนดทเปนแบบ UCST ...................

13 แสดงความสมพนธของอณหภมกบ ของพอลเมอรเบลนดทเปนแบบ LCST ...................

14 แสดงความสมพนธของอณหภมกบ ของ polydisperse แบบ UCST ................................

15 แสดงลกษณะทางสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PP/LDPE(70/30 %wt)

ก. Physical blends ข. F1 ค. F2 ง. F3 จ. F10 ........................................................

16 ลกษณะทางสณฐานวทยาของการผสม PP/LDPE ทอตราสวนการผสมตางๆโดยเปรยบเทยบระบบฟสคลเบลนดกบรแอกทฟเบลนด ...............................................................

17 กราฟความสมพนธระหวางความเคนกบความเครยดของการผสม PP/LDPE ทอตราสวนการผสมตางๆโดยเปรยบเทยบระบบฟสคลเบลนดกบรแอกทฟเบลนด .....................

18 กราฟแสดง Impact strength ของการผสม PP/LDPE ทอตราสวนการผสมตางๆโดยเปรยบเทยบระบบฟสกคลเบลนดกบรแอกทฟเบลนด .........................................

19 แสดง SEM ของรอยแตกหกของชนงานทผานการทดสอบแรงดง .........................................

20 แสดงภาพ SEM ของ PLA/PP เบลนดโดยมcompatibilizers ดงน A: PH200, B: EM200, C:

PH200/EM200, D: PH200/AX8840 ....................................................................

21 แสดงกราฟ Stress-Strain ของ PLA/PP เบลนดโดยม compatibilizers ดงน 2: PH200/EM200,

3: PH200/AX8840, 4: PH200, 5: EM200, 6:AX8840 .........................................

ฏ

ฏ

ภาพท หนา 22 แสดง IZOD impact strength และ flexural modulus ของ PLA/PP เบลนดโดยม

compatibilizers ดงน 2: PH200/EM200, 3: PH200/AX8840, 4: PH200, 5:

EM200, 6: AX8840 .............................................................................................

23 แสดง HDT(Heat Distortion Temperature) ของของ PLA/PP เบลนดโดยม compatibilizers

ดงน 2: PH200/EM200, 3: PH200/AX8840 .........................................................

24 โครงสรางทางเคมของ Perkadox-40 ......................................................................................

25 โครงสรางทางเคมของ MA ....................................................................................................

26 โครงสรางทางเคมของ RICON-150 .......................................................................................

27 เครองผสมแบบปด (Internal mixer) ใชในการผสมพอลเมอรใหเขากน.................................

28 เครองเครองอดขนรป (compression molding) ใชในการขนรปชนงานทดสอบ ....................

29 เครองอดรดแบบเกลยวค (Twin screw extruder) ใชในการผสมพอลเมอรใหเขากน .............

30 เครองทดสอบสณฐานวทยา Scanning Electron Microscope(SEM) ใชในการดสณฐานวทยา .............................................................................................................................

31 เครอง Universal testing machine ใชในการทดสอบสมบตเชงกล .........................................

32 เครองทดสอบสมบตแรงกระแทก (Pendulum Impact Tester) ใชในการทดสอบความทนแรงกระแทก ...............................................................................................................

33 เครองทดสอบ HDT(heat distortion temperature) ใชในการทดสอบ HDT ............................

34 เครองทดสอบดชนการไหล (Melt flow index) ใชในการหาคาดชนการไหล ........................

35 แสดงชนงานทดสอบทไดจากการอดขนรป ...........................................................................

36 แสดงสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA กบ PP ทอตราสวน / ทกาลงขยาย เทา (100ไมครอน) และ เทา ( ไมครอน) ............................

37 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนดระหวาง PLA กบ PP ทอตราสวน / ..............................................................

38 แสดงคา HDT ของพอลเมอรเบลนด PLA กบ PP ทอตราสวน / ....................................

39 แสดงคา MFI ของพอลเมอรเบลนด PLA และ PP ทอตราสวน / ...................................

40 แสดงคา a. ยงกมอดลส b. Tensile strength c.เปอรเซนตการยดขาด d. ความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด PLA และ PP ทอตราสวน / ........................................

41 แสดงสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA กบ PP ทสดสวนตางๆทกาลงขยาย เทา (100ไมครอน) และ เทา ( ไมครอน) .........................

ฐ

ฐ

ภาพท หนา 42 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนด

PLA/PP สดสวนตางๆ ..........................................................................................

43 แสดงคา HDT ของพอลเมอรผสม PLA กบ PP ทสดสวนตางๆ .............................................

44 แสดงคา MFI ของพอลเมอรผสม PLA กบ PP ทสดสวนตางๆ ..............................................

45 แสดงคา a.ยงกมอดลส b.Tensile strength c.เปอรเซนตการยดขาด d.ความทนแรงกระแทก

ของพอลเมอรผสม PLA กบ PP ทสดสวนตางๆ ..................................................

46 แสดงสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวนตางๆ ทกาลงขยาย เทา (100 ไมครอน) และ เทา ( ไมครอน) ........................

47 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนดPLA/PP/EVA ทสดสวนตางๆ ..............................................................................

48 แสดงคา HDT ของพอลเมอรผสม PLA/PP/EVA ทสดสวนตางๆ ..........................................

49 แสดงคา MFI ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวนตางๆ .......................................

50 แสดงคา a. ยงกมอดลส b. Tensile strength c. เปอรเซนตการยดขาด d. ความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวนตางๆ ...........................................

51 แสดงสณฐานวทยา SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง Internal mixer และเครอง Twin screw extruder ซงจะมสญลกษณ T

กากบไวดานทายสตร ทกาลงขยาย เทา ( ไมครอน) ................................

52 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนดPLA/PP/EVA ทสดสวน EVA 3, 6 และ 9% เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง Internal mixer และเครอง Twin screw extruder ซงจะมสญลกษณ T กากบไวดานทายสตร ....................................................................................................

53 แสดงคา HDT ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง

Internal mixer และเครอง Twin screw extruder ...................................................

54 แสดงคา MFI ของพอลเมอรผสม PLA/PP/EVA เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง

Internal mixer และเครอง Twin screw extruder ...................................................

55 แสดงคา a. ยงกมอดลส b. Tensile strength c.เปอรเซนตการยดขาด d. ความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน EVA 3, 6 และ 9% เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง Internal mixer และเครอง Twin screw extruder .........

ฑ

ฑ

ภาพท หนา 56 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนด

PLA/PP/EVA ทอตราสวน / / โดยใช peroxide เปนตวเรมปฏกรยาและ

MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา ...................................................................

57 แสดงสณฐานวทยาจาก SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน / / โดยใช peroxide เปนตวเรมปฏกรยาและ MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา ทกาลงขยาย เทา (100ไมครอน) , เทา ( ไมครอน)และ เทา(

ไมครอน) ..............................................................................................................

1

บทท 1

บทนา . ความเปนมาและความสาคญของปญหา

เนองจากปจจบนมการใชพลาสตกเปนจานวนมาก พลาสตกสวนใหญเปนผลตภณฑจากปโตรเลยมซงไมสามารถสรางทดแทนได ไมสามารถยอยสลายไดตามธรรมชาต วธการกาจดพลาสตกเหลานไดแก การนากลบมาใชใหม (Recycle) แตกใชไมไดกบพลาสตกบางชนดและพลาสตกทมสารปนเปอน จงตองกาจดโดยการเผาหรอการฝงกลบซงกอใหเกดปญหาดานสงแวดลอมอยางมาก จนกระทงมการคนพบพลาสตกชวภาพ (Bioplastic) ซงสามารถยอยสลายไดตามธรรมชาต สามารถสรางทดแทนได จงเปนทางเลอกทสามารถแกปญหาสงแวดลอม แตเนองจากพลาสตกชวภาพยงมราคาสงกวาพลาสตกจากปโตรเลยมอยจงยงไมแพรหลาย

พอลแลกตกแอสด (Polylactic Acid, PLA) เปนพลาสตกชวภาพทนยมใชงานในปจจบน

เนองจาก PLA มราคาตาเมอเทยบกบพลาสตกชวภาพตวอน โดย PLA สงเคราะหจากกรดแลกตก

(Lactic acid) ซงกรดแลกตกสามารถผลตไดจากการหมกแปงหรอนาตาล ดงนนพชทมแปงหรอนาตาลเปนองคประกอบหลกเชน ขาวโพด มนสาปะหลง ขาวสาลและออย จงสามารถนามาใชเปนวตถดบในการผลตได ทรพยากรเหลานสามารถสรางทดแทนใหมไดอยางตอเนอง อกทง PLA

จดเปนเทอรโมพลาสตก (Thermoplastic) ทสามารถขนรปไดดวยกระบวนการผลตเหมอนพลาสตกทวไปเชน การฉดขนรป (Injection molding) การขนรปดวยความรอน (Thermoforming) การอดขนรป (Compression molding) การอดรด (Extrusion) และการเปาขนรป (Blow molding) เปนตน

PLA มความใส ตอบสนองตอคลนไมโครเวฟนอย ความแขงแรงสง แตมขอจากดคอ ความทนแรงกระแทกตา (Impact strength) และอณหภมคงรป (HDT, Heat Distortion Temperature) ตา ดงนนจงมงานวจยมากมายตองการปรบปรงสมบตความทนแรงกระแทกและคา HDT ของ PLA ใหสงขน เพอให PLA สามารถใชงานไดหลากหลายยงขน โดยเฉพาะดานบรรจภณฑตางๆทตองการความยดหยนและทนอณหภมสงระดบหนง ถา PLA เขามาแทนทพลาสตกในสวนของบรรจภณฑไดจะชวยลดปญหาขยะทใชครงเดยวแลวทงและไมสามารถยอยสลายไดตามธรรมชาต แนวทางการปรบปรงคา HDT ของ PLA ไดแก การเตมสารกอผลกหรอสารเรงอตราการตกผลกของ

PLA การผสมกบเสนใยหรอนาโนเคลและการเบลนดกบพอลเมอรทมคา HDT สง แนวทางปรบปรงความทนแรงกระแทกของ PLA ไดแก การเตมสารเพมความทนแรงกระแทกหรอการเบลนดกบพอลเมอรทมความทนแรงกระแทกสง

2

ดงนนงานวจยนจงสนใจทจะปรบปรงความทนแรงกระแทกและคา HDT ของ PLA ดวยกระบวนการรแอกทพเบลนดเพอเพมความเขากนไดของพอลเมอรเบลนด โดยเลอกเบลนด PLA

กบพอลเมอรทมคา HDT สงและความทนแรงกระแทกสง โดยเลอกเบลนดกบพลาสตกทมาจากกระบวนการทางปโตรเลยมทมราคาถกและมสมบตดงทตองการ สดทายแลวจะไดพอลเมอรเบลนดทสามารถยอยสลายตามธรรมชาตไดบางสวน มความทนแรงกระแทกทเหมาะสม คา HDT สงพอสมควร มราคาถกซงราคาเปนปจจยทสาคญในการผลตและใชงาน

. วตถประสงคของงานวจย

1.2.1 ปรบปรงอณหภมคงรป (HDT) ของ PLA

1.2.2 ปรบปรงความทนแรงกระแทกของ PLA

1.2.3 เปรยบเทยบกระบวนการผสมใน twin screw extruder กบ internal mixer

. แนวคดงานวจย

งานวจยนตองการปรบปรงคา HDT และความทนแรงกระแทกของ PLAโดยการเบลนดกบพอลเมอรทมคา HDT สงเพอปรบปรงคา HDT ของ PLA และเตมพอลเมอรทมสมบตคลายยางเพอปรบปรงความทนแรงกระแทกของ PLA งานวจยนไดเลอกพอลโพรพลน (Polypropylene, PP) ซงเปนพอลเมอรทมคา HDT สงและพอลเอทลนโคไวนลอะซเตท (Polyethylene-co-vinyl acetate,

EVA) ซงเปนพอลเมอรทมความทนแรงกระแทกสงและทงคมราคาถก จงเปนการปรบปรงสมบตของ PLA โดยมตนทนทตาและสามารถนาไปใชงานไดจรงในกระบวนการอตสาหกรรม แมวาทง

PP และ EVA จะเปนพลาสตกจากกระบวนการทางปโตรเลยมทไมสามารถยอยสลายไดตามธรรมชาตแต PLA เปนเมทรกเฟส ดงนนพอลเมอรเบลนดทไดจงสามารถยอยสลายตามธรรมชาตไดในสวนของ PLA และสวนทเหลอจะเปนอนภาคเลกๆซงไมกอใหเกดปญหาทางสงแวดลอม แตเนองจาก PLA และ PP มขวทตางกนจงไมนาจะผสมเขากนได จงตองมการทารแอคทพเบลนดโดยมเปอรออกไซด (Perkadox) เปนตวเรมปฏกรยาเพราะเกดปฏกรยาไดเรวโดยมตวรวมปฏกรยา(coagent) ไดแก มาเลอกแอนไฮไดร (MA) และบวตะไดอนมอนอเมอร (RICON) ซงทงหมดทาหนาทสรางตวเชอมประสาน (compatibilizer) เพอเพมความเขากนไดของพอลเมอรเบลนด โดยเรมตนจะทาการหา Reactive agent ทเหมาะสมกบการเบลนด PLA/PP โดยดวา Reactive agent ตวใดททาให PLA กบ PP เขากนไดดทสด โดยดจากขนาดอนภาคและความสมาเสมอในการกระจายตวของเฟส PP เมอได Reactive agent ทเหมาะสมแลวจะทาการเพมสดสวนของ PP เพอดผลของปรมาณ PP ตอคา HDT ในพอลเมอรเบลนด จากนนจะมการเตม EVA ในปรมาณเพยงเลกนอยเขาไปในพอลเมอรเบลนด PLA/PP เพอดผลของ EVA ตอคาความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด สดทายจะเปรยบเทยบการเบลนดพอลเมอรใน Twin screw extruder กบ Internal mixer

3

. ขอบเขตของงานวจย

1.4.1 หา Reactive agent ทเหมาะสมกบการเบลนด PLA/PP

1.4.2 ศกษาผลของปรมาณ PP ตอสณฐานวทยา คา HDT สมบตเชงกลและคาความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด

1.4.3 ศกษาผลของปรมาณ EVA ตอสณฐานวทยา คา HDT สมบตเชงกลและคาความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด

1.4.4 ศกษาผลของกระบวนการผสมใน Twin screw extruder กบ Internal mixer ตอสณฐานวทยา คา HDT สมบตเชงกลและคาความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด

. ขนตอนการดาเนนงานวจยโดยสรป

1.5.1 ศกษาและเกบรวบรวมขอมลงานวจยทเกยวของ

1.5.2 ออกแบบวธการทดลอง และวางแผนการทดลอง

1.5.3 จดหาอปกรณและสารเคม

1.5.4 ดาเนนการวจยแบงออกเปน 4 ตอน ไดแก

1.5.4.1 ตอนท ศกษาผลของการเตม Reactive agent

1.5.4.2 ตอนท ศกษาผลของสดสวนPP

PLA/PP (70/30) ผสมใน Internal mixer

โดยม Reactive agent ไดแก MA, RICON และมเปอรออกไซด

PLA PP

เตรยมชนงานทดสอบโดยการอดขนรป (Compression molding)

ทดสอบสมบตเชงกลโดยเครอง Universal testing machine

ทดสอบความทนแรงกระแทกโดยเครอง Pendulum Impact Tester

ทดสอบ HDT

ทดสอบสณฐานวทยาโดย SEM

ทดสอบ MFI ทดสอบการละลาย

4

PLA/PP (70/30), (60/40), (50/50) ผสมใน Internal mixer

โดยม Reactive agent จากตอนท 1

PLA PP




ทดสอบ HDT



5

1.5.4.3 ตอนท 3 ศกษาผลของการเตม EVA

PLA/PP/EVA (57/40/3), (54/40/6), (51/40/9) ผสมใน Internal mixer


PLA PP




ทดสอบ HDT



EVA

6

. . . ตอนท ศกษาผลของการเบลนดพอลเมอรใน Twin screw

extruder กบ Internal mixer

. . วเคราะหผลงานวจยทได

. . สรปผลงานวจย

. . รายงานผลงานวจย

PLA/PP/EVA (57/40/3), (54/40/6), (51/40/9) ผสมใน Twin screw Extruder


PLA PP




ทดสอบ HDT



EVA

7

. ผลทคาดวาจะไดรบและการใชประโยชนดานตางๆ เชน เชงนโยบาย เชงสาธารณะและการพฒนาสเชงพาณชย

. . ปรบปรงคา HDT และความทนแรงกระแทกของ PLA ใหสงขนจนสามารถนาไปใชประโยชนไดมากขน โดยเฉพาะดานบรรจภณฑอาหารรอนหรออาหารทสามารถอนในไมโครเวฟได

. . สามารถลดตนทนการผลตในกระบวนการอตสาหกรรมและลดราคาของผลตภณฑจากพลาสตกชวภาพได

. . ลดปญหาสงแวดลอมทเกดจากขยะทไมสามารถยอยสลายไดตามธรรมชาตและผลกดนใหมการนาพชทมแปงและนาตาลมาใชเปนวตถดบในการผลตพลาสตกชวภาพมากขนซงเปนการเพมมลคาของพชอกทางหนง

8

บทท

เอกสารและงานวจยทเกยวของ 2.1 พลาสตกชวภาพ (Bioplastic)

พลาสตกชวภาพสามารถผลตจากวตถดบทสามารถสรางทดแทนไดจากพชหรอวตถดบทไมสามารถสรางทดแทนไดจากปโตรเลยม โดย ASTM ไดจากดความพลาสตกชวภาพวา “เปนพลาสตกทมความสามารถในการสลายตวเปนคารบอนไดออกไซด กาซมเทน, นา, สารประกอบอนนทรยหรอชวมวลโดยกระบวนการยอยสลายของจลนทรยภายในระยะเวลาทกาหนดตามมาตรฐาน” ดงนนพลาสตกชวภาพจะชวยลดปญหาขยะทไมสามารถยอยสลายตามธรรมชาตได

โดยในสวนแรกจะขอเสนอประเภทและรายละเอยดของพลาสตกชวภาพชนดตางๆ

2.1.1 ประเภทของพลาสตกชวภาพ

ปจจบนการจาแนกประเภทของพลาสตกชวภาพนนมหลายลกษณะแตกตางกนออกไป ซงจาแนกประเภทพลาสตกชวภาพโดยแบงออกเปน 3 กลมหลก ดงตารางท

ตารางท 1 แสดงประเภทของพลาสตกชวภาพ

ประเภทพอลเมอร รายละเอยด ประเภทวตถดบ

พลาสตก

ทมแป

งเปนอ

งคปร

ะกอบ

พนฐาน

แปงทมสมบตเทอรโมพลาสตก

(Thermoplastic starch

biodegradable plastics, TPS)

มแปงเปนสวนประกอบรอยละ และผานการทาใหเปนเจลาตน

แปงเปนพอลเมอรธรรมชาตทเตรยมไดจากวตถดบทสามารถปลกทดแทนใหมได

แปงผสมพอลเอสเทอรแบบสายโซตรง(Starch-aliphatic polyester

blends)

แปงนาไปผสมกบพอลเอสเทอรสงเคราะหแบบสายโซตรงเชน PLA, PCL, PBS,

PBSA

- แปงเตรยมไดจากวตถดบทปลกทดแทนใหมได

- พอลเอสเทอรเตรยมไดจากทง

ผลตภณฑปโตรเคมและวตถดบทปลกทดแทนใหมได

แปงผสมพอลไวนลแอลกอฮอล

(Starch-PVA blends)

แปงนาไปผสมกบ PVA - แปงเตรยมไดจากวตถดบทปลกทดแทนใหมได

- PVA จากผลตภณฑปโตรเคม

9


พอลเอ

สเทอร

พอลแลกตกแอสด

(Poly Lactic Acid, PLA)

พอลเอสเทอรสงเคราะหแบบสายโซตรงทมกรดแลกตกหรอแลกไทดเปนมอนอเมอร

เตรยมไดจากวตถดบทปลกทดแทนใหมได

พอลไฮดรอกซอลคาโนเอต(Poly Hydroxyalkanoates,

PHAs)

กลมพอลเอสเทอรแบบสายโซตรงซงผลตไดทางธรรมชาตโดยแบคทเรย

เตรยมไดจากวตถดบทปลกทดแทนใหมได

พอลคารโปแลคโทน

(Poly Carprolactone, PCL)

พอลเอสเทอรสงเคราะหแบบสายโซตรงทมคารโปแลคโทน (CL) เปนมอนอเมอร

เตรยมไดจากผลตภณฑปโตรเคม

พอลบวธลนซคซเนต

(Poly Butylene Succcinate,

PBS)

พอลเอสเทอรสงเคราะหแบบสายโซตรงเตรยมไดจากมอนอเมอร 2 ชนด คอ

1,4บวเทนไดออล (BDO) และกรดซกซนก

กรดซกซนกและ BDO เตรยมไดจากทงผลตภณฑปโตรเคมและวตถดบทปลกทดแทนใหมได

พอลบวธลนเทอเรพธาเลต(Poly Butylene

Terephthalate, PBT)

พอลเอสเทอรสงเคราะหแบบสายโซตรงทมวงแหวนอะโรมาตกในโครงสรางเตรยมไดจากมอนอเมอร 2

ชนดคอ 1,4 บวเทนไดออล (BDO) และกรดเทอเรพธาลก (TPA) หรอไดเมทธลเทอเรพธาเลต (DMT)

- BDO เตรยมไดจากทงผลตภณฑปโตรเคมและวตถดบทปลกทดแทนใหมได

- TPA และ DMT เตรยมไดจาก

ผลตภณฑปโตรเคม

พอลไตรเมทธลนเทอเรพธาเลต (Poly Trimethylene

Terephathalate, PTT)

พอลเอสเทอรสงเคราะหแบบสายโซตรงทมวงแหวนอะโรมาตกในโครงสรางเตรยมจากมอนอเมอร 2

ชนดคอ 1,3โพรเพนไดออล (PDO)

และกรดเทอเรพธาลก (TPA) หรอไดเมทธลเทอเรพธาเลต (DMT)

- PDO เตรยมไดจากทงผลตภณฑปโตรเคมและวตถดบทปลกทดแทนใหมได

- TPA และ DMT เตรยมไดจาก


10


พอลเม

อรทย

อยสล

ายไดป

ระเภท

อน

พอลเอไมด (Poly

Amides, PAs)

- พอลเอไมดสงเคราะหประเภท AABB

เตรยมไดจากมอนอเมอร 2 ชนดคอ ไดเอมนและกรดไดคารบอกซลกเชน ไนลอน

66, ไนลอน 69

- พอลเอไมดสงเคราะหประเภท AB

เตรยมไดจากกรดอะมโนหรอแลกแทม

เชน ไนลอน 6

- ไดเอมนเตรยมไดจากผลตภณฑ ปโตรเคม

- กรดไดคารบอกซลกกรดอะมโน

และแลกแทมเตรยมไดจากทง

- ผลตภณฑปโตรเคมและวตถดบทปลกทดแทนใหมได

พอลยรเธน (Poly

Urethane, PURs)

พอลยรเธนสงเคราะหเตรยมไดจากมอนอเมอร 2 ชนดคอไอโซไซยาเนต(เชน TDI,

MDI) และไดออลหรอพอลออล (เชน พอลเอสเทอร พอลอเทอร)

- ไอโซไซยาเนตเตรยมไดจาก


- พอลออลเตรยมไดจากทงผลตภณฑปโตรเคมและวตถดบทปลกทดแทนใหมได

พอลไวนลแอลกอฮอล

(Poly Vinayl

Alcohol, PVA)

พอลเมอรทสามารถละลายนาไดและการยอยสลายผานปฏกรยาไฮโดรไลซส


พอลเมอรทยอยสลายไดดวยแสง

พอลเมอรทมโครงสรางทมพนธะเคมทแตกหกงายภายใตแสง UV


controlled

degradation

additive

master-batches

พลาสตกทมการเตมสารเตมแตงเพอใหสามารถยอยสลายได


สาหรบงานวจยนสนใจ PLA ซงเปนพลาสตกชวภาพทมความแขงแรงสง ราคาถกและ

PLA จดเปนเทอรโมพลาสตก (Thermoplastic) ทสามารถขนรปไดดวยกระบวนการผลตเหมอนพลาสตกทวไปเชน การฉดขนรป (Injection molding) การขนรปดวยความรอน (Thermoforming)

การอดขนรป (Compression molding) การอดรด (Extrusion) และการเปาขนรป (Blow molding)

เปนตน จงมศกยภาพทจะเขามาแทนทผลตภณฑพลาสตกจากกระบวนการทางปโตรเลยม ในตอน

11

ถดไปขอเสนอผลกระทบของ PLA ตอสงแวดลอมทงในเรองของการใชพลงงานในการผลตและการปลอยกาซเรอนกระจก

. . ผลกระทบทางสงแวดลอมของพลาสตกชวภาพ ผลกระทบทางสงแวดลอมในเชงบวกทสาคญของพลาสตกชวภาพคอ ใน

กระบวนการผลตพลาสตกชวภาพพบวา ปรมาณการใชพลงงานและการปลอยก าซคารบอนไดออกไซดหรอกาซเรอนกระจก (Green House Gas, GHG) คอนขางตาเมอเปรยบเทยบกบการผลตพลาสตกทผลตจากปโตรเคม โดยนอกจากกาซคารบอนไดออกไซดทปลอยออกมาในระหวางกระบวนการผลตแลวจะไมมการผลตคารบอนในรปแบบอนๆออกสบรรยากาศ ซงเหนชดเจนในกรณของพลาสตกทใชแปงเปนวตถดบ กาซคารบอนไดออกไซดทเกดขนจากการยอยสลายพลาสตกจะถกใชไปในการเจรญเตบโตของพชทปลกขนมาใหม ทาใหเกดการหมนเวยนและสมดลของปรมาณกาซคารบอนไดออกไซดในบรรยากาศ ปรมาณการใชพลงงานและการปลอยกาซเรอนกระจกจากการผลตพลาสตกชวภาพชนดตางๆไดถกประมวลไวในตารางท 2 และตารางท

3 ตามลาดบ

ตารางท 2 เปรยบเทยบพลงงานในการผลตพลาสตก

Polymer Energy (MJ/kg)

LDPE 81

PHA – fermentation process 81

HDPE 80

PCL 77

PVOH 58

PLA 57

TPS + 60% PCL 52

TPS + 52.5% PCL 48

TPS 25

TPS + 15% PVOH 25

12

ตารางท 3 แสดงการปลอยกาซเรอนกระจกจากพลาสตก

Polymer GHG Emission x10[kgCO2eq./kg]

PCL 53

LDPE 50

HDPE 49

PVOH 42

TPS + 60% PCL 36

TPS + 52.5% PCL 33

TPS + 15% PVOH 17

Mater-Bi™ film grade 12

Thermoplastic Starch (TPS) 11

Mater-Bi™ foam grade 9

PLA NA

PHA – ferment NA NA

จากตารางท และ จะพบวา PLA ใชพลงงานในการผลตนอยกวาพลาสตกทมาจากกระบวนการทางปโตรเลยม อกทงยงไมมการปลอยกาซเรอนกระจกซงเปนกาซสาคญททาใหโลกรอน ดงนนถา PLA สามารถเขามามบทบาทในวงการพลาสตกไดจะสามารถลดทงขยะและลดการใชพลงงานรวมถงไมกอใหเกดปญหาโลกรอนอกดวย

2.2 พอลเมอรทใชในงานวจย

เนองจากงานวจยนตองการปรบปรงคณสมบตบางประการของ PLA ใหสามารถใชงานไดอยางกวางขวางมากขน โดยเฉพาะงานดานบรรจภณฑซงเปนปจจยหลกในการกอขยะเพราะสวนใหญใชครงเดยวแลวทง โดยงานวจยนตองการปรบปรงสมบตอณหภมคงรป (HDT) ของ PLA

เพอใหสามารถใชเปนบรรจภณฑสาหรบของรอนได โดยเบลนดกบ PP ทมคา HDT สง และตองการปรบปรงความทนแรงกระแทกของ PLA โดยเบลนดกบ EVA ซงมคณสมบตคลายยางและมความทนแรงกระแทกสง อกทง PP และ EVA เปนพลาสตกทางปโตรเลยมทมราคาถก ดงนนจงมความเปนไปไดในทางการคาทจะนามาทาไดจรง การเบลนดเปนทนยมในการผลตพลาสตกชนดใหมๆออกมา เพอใหไดคณสมบตดงทตองการและเปนกระบวนการทสะดวก รวดเรวในการผลตจรง คณสมบตของพลาสตกทใชในงานวจยมดงน

13

2.2.1 พอลแลกตกแอซด (polylactic acid หรอ PLA)

เปนพลาสตกทผลตจากกระบวนการหมกพชจาพวกแปงหรอนาตาล ซงกาลงกลายเปนทางเลอกใหมมาแทนทพลาสตกจากปโตรเลยม กระบวนการผลตพอลแลคตกแอซดเรมจากนาแปงและนาตาลจากพช เชน ขาวโพด ออย มนสาปะหลง เปนตน มาหมกจนไดเปนกรดแลกตก (lactic acid, C3H6O3) ซงใชเปนมอนอเมอรในขนตอนการสงเคราะหพอลเมอรโดยสามารถจาแนกไดเปน 2 กระบวนการทแตกตางกน คอ กระบวนการควบแนน (polycondensation) และกระบวนการเปดวง (ring-opening polymerization) ถงแมวาพอลเมอรทผลตไดจากทงสองกระบวนการนจะมโครงสรางและสมบตตางๆเหมอนกนทกประการ ดงแสดงในรปท 1 แตกมรายละเอยดขนตอนของกระบวนการสงเคราะหทตางกน จงเปนทมาของการเรยกชอพอลเมอรทแตกตางกน กลาวคอผลตภณฑพอลเมอรทไดจากกระบวนการแรกมกจะเรยกวา “พอลแลกตกแอซด” ทงนเนองจากกระบวนการนเรมตนจากการใชกรดแลกตกโดยตรงจนไดพอลเมอรในขนตอนสดทาย ในกระบวนการทสองจะมการเปลยนกรดแลกตกโดยปฏกรยาการรวมตวของกรดแลกตก 2

โมเลกล แลวเกดเปนสารประกอบแบบวงทมชอวา แลกไทด (lactide) กอน จากนนจงนาเอาวงแหวนแลกไทดนมาสงเคราะหเปนสายโซยาวพอลเมอรในขนตอนตอมา ดวยเหตนจงเรยกชอผลตภณฑพอลเมอรจากกระบวนการนวา “พอลแลกไทด” อยางไรกตามพอลเมอรทไดจากทงสองกระบวนการกคอสารชนดเดยวกนนนเอง ซงเมอสงเคราะหไดแลวกสามารถนามาขนรปเพอใชประโยชนตอไป

รปท 1 โครงสรางทางเคมของ PLA

PLA เปนเทอรโมพลาสตกพอลเมอรทมความแขงแรง สามารถเปนไดทง semi-

crystalline หรอ amorphous ขนอยกบ stereocomplex ของพอลเมอรบนสายโซหลก L-lactic acid

เปนโครงสรางตามธรรมชาตและมมากทสดของกรดแลกตก แตในขณะเดยวกน D-lactic acid กสามารถเกดขนไดเชนเดยวกนจากจลนทรย (Microorganism) ซงแสดงโครงสรางเคมในรปท 2 ทาให PLA มลกษณะเปน copolymer โดยอตราสวนในการผสมระหวาง L-lactic acid และ D-lactic

acid สงผลตอการเกดผลกของ PLA และทาใหมสมบตทหลากหลายนาไปสการใชงานทแตกตางกนหลากหลายประเภท

14

รปท 2 โครงสรางของแลกตกแอซด D-lactic acid (ซาย) และ L-lactic acid (ขวา)

2.2.1.1 การพอลเมอไรเซชนของพอลแลกตกแอซด

ในปจจบนการพอลเมอไรเซชนของ lactic acid มอยดวยกน 3 วธ คอ การพอลเมอไรเซชนแบบ Direct condensation, Azeotropic dehydration condensation และ Ring-

opening ดงแสดงในรปท 3

รปท 3 พอลเมอไรเซชนของ lactic acid แบบตางๆ

2.2.1.1.1 การพอลเมอไรเซชนแบบ Direct condensation พอลเมอรทไดจากการพอลเมอไรเซชนวธนจะมนาหนกโมเลกลไมสง เนองจากสามารถเกดปฏกรยายอนกลบได

โดยการไฮโดรไลซสทพนธะเอสเทอร สงผลใหพอลเมอรมสายโซสนลง แสดงในรปท 4 พอลเมอรทไดจะมสมบตทไมด จงนาไปใชงานไดไมมากนก นอกเหนอจากนนการพอลเมอไรเซชนดวยวธนตองใชตวทาละลายปรมาณมาก ทาใหพอลเมอรทไดมความบรสทธตา แตขอดของการพอลเมอไรเซชนแบบ Direct condensation คอใชตนทนตา การปรบปรงสมบตของพอลเมอรสามารถทาไดโดยใช coupling agent หรอ chain extender เพอยดสายโซโมเลกลใหมความยาวมากขน

15

รปท 4 พอลเมอไรเซชนของ lactic acid แบบ Direct condensation

2.2.1.1.2 การพอลเมอรไรเซชนแบบ Azeotropic dehydration

condensation พอลเมอรทมนาหนกโมเลกลสงกวา Direct condensation โดยไมตองอาศย coupling

agent หรอ chain extender แตอาศยการกลนลดความดนของ lactic acid เปนเวลา 2-3 ทอณหภม

130°C เพอดงนาทเกดขนจากการ condensation ใชตวเรงปฏกรยาและตวทาละลาย เชน

Tin(II)octhanoate และ diphenyl ether ตามลาดบ ทาการ reflux เปนเวลา 30-40 ชวโมง ทอณหภม

130°C จากนนทาการตกตะกอนพอลเมอรทไดและทาใหบรสทธอกครง

2.2.1.1.3 การพอลเมอรไรเซชนแบบ Ring-opening(ROP) การพอลเมอไรเซชนวธนเปนวธทนยมใชมากทสดในปจจบน เนองใหพอลเมอรทมนาหนกโมเลกลสงและสามารถปรบเปลยน stereocomplex ไดสงผลใหพอลเมอรทไดมสมบตทหลายหลายมากขน การพอลเมอไรเซชนแบบ Ring-opening เรมจากการหมกนาตาล dextrose เพอผลต lactic acid ตามดวยการ

condensation ของสารละลาย lactic acid เพอใหเกดเปนพอลเมอรสายโซสนๆ จากนนจงเปลยนเปน

lactide โดยใชตวเรงปฏกรยาเพอเพมอตราการเกดปฏกรยาและใหไดโครงสรางเคมตามตองการ

จากนน lactide ทเตรยมไดจะนาไปกลนแบบสญญากาศเพอใหมความบรสทธมากขน ดงแสดงในรปท 5 ขอดของพอลเมอไรเซชนวธน คอ ใชตวทาละลายทไมเปนอนตรายตอสงแวดลอมแตมราคาตนทนการผลตสง

รปท 5 การพอลเมอรไรเซชนแบบ Ring-opening

2.2.1.2 สมบตของ PLA

มลกษณะใสสามารถกกเกบกลนและรสชาตไดดมความตานทานตอนามนและไขมนสง ในขณะทกาซออกซเจนกาซคารบอนไดออกไซดและนาสามารถแพรผานไดด

มความคงทนตอการกระแทก (impact strength) ตาและ HDT(heat distortion temperature) ตาม

16

ความแขงแรงสง สมบตเชงกลใกลเคยงกบ PET ซงสมบตของ PLA ทผลตเพอการคาทใชในงานวจยนไดแสดงไวในตารางท 4

ตารางท 4 สมบตของ PLA ทผลตเพอการคา NatureWorks LLC

Properties Ingeo biopolymer

2003D

ASTM Method

Specific Gravity 1.24 D792

MFR, g/10 min (210°C, 2.16kg) 6 D1238

Clarity Transparent -

Tensile Strength @ Break, psi (MPa) 7,700 (53) D882

Tensile Yield Strength, psi (MPa) 8,700 (60) D882

Tensile Modulus, kpsi (GPa) 500 (3.5) D882

Tensile Elongation, % 6.0 D882

Notched Izod Impact, ft-lb/in (J/m) 0.3 (16) D256

Shrinkage is similar to PET - -

Heat Distortion Temperature (°C) 55 E2092

2.2.1.3 การยอยสลายไดทางชวภาพของ PLA

PLA สามารถยอยสลายไดดในโรงหมกขยะอนทรยทอณหภม 60 องศาเซลเซยสขนไป แตจะไมยอยสลายทนททอณหภมตากวาเนองจาก PLA มอณหภม Tg ใกลเคยง 60

องศาเซลเซยส โดยขนตอนแรก PLA จะถกยอยสลายไปเปนสารประกอบทละลายนาไดและกรดแลคตก โดยการไฮโดรไลซสซงจะเกดขนภายใน 2 สปดาหสารประกอบและกรดแลคตกทไดจะถกยอยตอไปดวยจลนทรยชนดตางๆโดยการ metabolisation อยางรวดเ รวไปเปนกาซคารบอนไดออกไซด นาและมวลชวภาพ

2.2.1.4 การนาไปใชประโยชนของ PLA

ดานการแพทยเนองจาก PLA เปนพอลเมอรยอยสลายไดทางชวภาพ

(Biodegradable) จงสามารถเขากบเนอเยอ (Biocompatible) และสามารถถกดดซม (Bioresorbable)

ไดโดยระบบชวภาพ (Biological system) ในรางกายจงทาให PLA เปนวสดทมศกยภาพสงสาหรบงานทางการแพทยและถกนามาใชเปนเครองมอทางการแพทยมานาน เชน ไหมเยบแผล (sutures)

ตวเยบแผล (staples) วสดปดแผล (wound dressing) อปกรณฝงในรางกาย (surgical implants)

17

อปกรณสาหรบยดกระดก (orthopedic fixation devices) วสดสาหรบนาพาหรอปลดปลอยตวยา ซงสามารถควบคมอตราและระยะเวลาในการปลดปลอยยาไดอยางมประสทธภาพ ดานการเกษตร เชน

ภาชนะปลกพชวสดหอหมและปลดปลอยยาฆาแมลงยาฆาวชพชหรอปยตามชวงเวลาทกาหนด

ดานบรรจภณฑ เชน บรรจภณฑทใชแลวทง ภาชนะบรรจอาหาร ขวดนา ถงพลาสตก กลองโฟมฟลมสาหรบหบหอ เมดโฟมกนกระแทก ตวเคลอบภาชนะ กระดาษ ดานเสนใยและแผนผาแบบnon-woven เชน ผลตภณฑอนามยผาออมสาเรจรป เสอผาและเครองนงหม เสนใยสาหรบบรรจในเครองนอน ดานยานยนต เชน อปกรณลดแรงกระแทก (bumpers) แผนรองพน (floor mats) และอปกรณตกแตงภายใน ดานอ เลกทรอนกสและการสอสาร เ ชน ชนสวนประกอบในโทรศพทเคลอนท ชนสวนประกอบในคอมพวเตอร แผนซด อนๆ เชน อปกรณเครองเขยนบตรพลาสตก ผลตภณฑใชในบานเรอน สารเคลอบกระดาษ สารยดตดทอพลาสตกชวคราว

2.2.1.5 การปรบปรงสมบตของ PLA

PLA มสมบตเชงกลทด คอ มความแขงแรงสงแตมขอจากดในเรองของความเปราะสง (brittle) หรอความทนตอแรงกระแทกตา (impact strength) ทาใหการอยทอณหภมตา(แชแขง) ยงทาใหเปราะและอณหภมคงรป (heat distortion temperature, HDT) ตาทาใหเกดการเสยรปของชนงานทอณหภมสงหรอการบรรจของรอนนนเอง จงมงานวจยมากมายทตองการปรบปรงขอจากดเหลานเพอใหการใชงาน PLA กวางขวางมากขน เชน Seung Hyuk Kim et

al.(2013) ไดเตม PDLA เพอเพมปรมาณการตกผลกของ PLA โดยพอลเมอรเบลนดทไดเรยกวา sc-

PLA โดยม talc (KCM6300, KOCH), NA902 (ADEKA, 2,2'-Methylenebis(4,6-di-tert-

butylphenol) phosphate sodium salt/ Talc Blend), Millad 3988i (Milliken, 1,3:2,4-bis(3,4-

dimetyldibenzylidene) sorbitol), CaCO3 และ TiO2 เปนตวเรงอตราการตกผลกเพอเพม HDT และใช Elvaloy PTW (Dupont, Ethylene-acrylate copolymer)ในการเพมความทนแรงกระแทก, H.S.

Leeet al.(2011) ไดผสม PLA กบ PP โดยม MAH-g-PP, MAH-g-PE, GMA-g-PE เปนตวเชอมประสานเพอเพม HDT และใช BiomaxS-120 เปนสารเพมความทนแรงกระแทก, MASUD

S.HUDA( ) ไดทาการผสม PLA กบ Talc, TC 1004 (เสนใยจาก recycled newspaper) เพอเพมHDT และม Epolene maleated polyolefins เพมความทนแรงกระแทก, Suprakas Sinha Rayet

al.(2003) ไดทาการผสม PLA กบ C3C18-mmt เพอทา PLA–montmorillonite นาโนคอมโพสทเพอเพม HDT, Jin-San Yoon et al.(1999) ไดทาการผสม PLA กบ EVA เพอเพมความทนแรงกระแทกให PLA, Maria-Beatrice, Coltelli et al.(2010) ไดทาการผสม PLA กบ PBAT เพอเพมสมบตเชงกลของ PLA ดวยกระบวนการรแอคทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดเปนตวเรมปฏกรยา, Meihua Liu et

al.(2012) ไดผสม PLA กบ EVOH โดยม TAIC เปนตวเชอมประสานดวยกระบวนการรแอคทพ

18

เบลนดและฉายรงสแกมมาตอเพอเพม HDT และสมบตเชงกลของ PLA, Kelly S.Anderson และMarc A. Hillmyer(2004) ไดทาการผสม PLA กบ PE เพอเพมความทนแรงกระแทกโดยม PLLA-

PE และ PLA-PEblock copolymers เปนตวเชอมประสาน, I.Mouraet al.(2012) ไดสงเคราะห EVA-

g-PLA โคพอลเมอร แลวนามาใชเปนตวเชอมประสานระหวาง PLA กบ EVA เพอเพมความทนแรงกระแทกของ PLA และ Chih-Chun Teng et al.(2011) ไดทาการสงเคราะห PLA-g-VGCF แลวนามาผสมเขากบ PLA เพอเพมความทนแรงกระแทกและ HDT เปนตนซงงานวจยนเลอกทางปรบปรงโดยการเบลนดกบพอลเมอรไดแก PP เพอปรบปรงคา HDT และเบลนดกบ EVA เพอปรบปรงความทนแรงกระแทกของ PLA โดยเลอกเบลนดแบบรแอกทพเบลนดเพอความเขากนไดทดของพอลเมอรเบลนดและสมบตทดเพอนาไปใชงานไดหลากหลาย

2.2.2 พอลโพรพลน (PP) พอลโพรพลน (PP) เปนเทอรโมพลาสตกทมการนาไปใชงานอยางแพรหลาย

เนองจากมสมบตเชงกลด มสมบตโดยทวไปคลายกบพอลเอทลน (PE) แตมลกษณะขาวขน ทบแสง

มความแขงแรงทนทานและทนความรอนไดมากกวา PE ดงนนจงมการนาเอา PP ไปใชงานในลกษณะเดยวกบ PE เมอตองการใหมคณสมบตทดขน ผลตภณฑททาจากพอลโพรพลนทพบเสมอคอ กลองเครองมอ กระเปา ปกแฟมเอกสารกลองและตลบเครองสาอาง เครองใชในครวเรอน กลองบรรจอาหาร อปกรณของรถยนต อปกรณอเลกทรอนกส วสดบรรจภณฑในอตสาหกรรมอปกรณทางการแพทย ขวดใสสารเคมกระปองนามนเครอง กระสอบขาวและถงบรรจปย เปนตน

2.2.2.1 โครงสรางและสมบตของ PP พอลโพรพลนเปนพอลเมอรทมโครงสรางเปนเสนตรงประกอบดวย

มอนอเมอรของpropylene (C3H6) หลายๆ ตว แสดงสตรโครงสรางของ PP ดงรปท

รปท 6 สตรโครงสรางทางเคมของ PP

2.2.2.2 สมบตของพอลโพรพลน

มผวแขง ทนทานตอการขดขวนคงตวไมเสยรปงาย มจดหลอมเหลวสง

สามารถทนอณหภมสงทใชในการฆาเชอ (Sterilization : 100 oC) ได อณหภมคงรปทางความรอน

(HDT) สงจงสามารถใชบรรจอาหารรอนไดเปนฉนวนไฟฟาทดมาก แมทอณหภมสง มความ

19

ตานทานการซมผานของไอนาและกาซไดดซงสมบตของ PP ทผลตเพอการคาทใชในงานวจยนไดแสดงไวในตารางท 5

ตารางท 5 สมบตของ PP ทผลตเพอการคา SCG P600F

Property Test Method Value Unit

Melt Flow Rate ASTM D 1238 @ 230 oC, 2.16

kg

10 g/10 min

Density ASTM D 1505 0.910 g/cm3

Melting Point ASTM D 2117 160 oC

Tensile Strength at Yield ASTM D 882 MD:290,

TD:200

kg/cm2

Tensile Strength at Break ASTM D 882 MD:280,

TD:260

kg/cm2

Tensile Modulus, 2% Secant ASTM D 882 MD:7000,

TD:5500

kg/cm2

Elongation at Break ASTM D 882 MD:850,

TD:770

%

Izod Impact Strength ASTM D 256 @ 23 oC 2.5 kg.cm/cm

Heat Deflection Temperature ASTM D 648 @ 4.6 kg/cm2 110 oC

2.2.2.3 การสลายตวของพอลโพรพลน

พอลโพรพลนเกดการสลายตวไดงายในสภาวะทมแรงกระแทก ความรอน ออกซเจน แสง UV เนองจากโครงสรางม tertiary carbon atom ทเกดปฏกรยาออกซเดชนไดงายทาใหตดพนธะพอลเมอรทาใหสายโซสนลง

2.2.3 พอลเอทลนโคไวนลอะซเตท (EVA)

2.2.3.1โครงสรางทางเคมของ EVA

EVA เปนพอลเมอรประเภทเทอรโมพลาสตกจดอยในกลม low density

polyethylene copolymer มลกษณะโมเลกลเปนสายยาวของเอทลนโดยมไวนลอะซเตทเกาะกระจายเปนหยอมบนสายโซโมเลกลในลกษณะโครงสรางโคพอลเมอรแบบไมเปนระเบยบ (random

copolymer) และเนองจากสารชนดนเกดการรวมมอนอเมอร 2 ชนด คอ เอทลนมอนอเมอรกบไวนลอะซเตทมอนอเมอรซงมโครงสรางเคมแสดงดงในรปท 7

20

รปท 7 แสดงโครงสรางทางเคมของพอลเอทลนโคไวนลอะซเตท

2.2.3.2 สมบตของ EVA

สมบตของ EVA จะเปลยนแปลงตามปรมาณของไวนลอะซเตทในโมเลกล(โดยทวไป EVA จะมปรมาณของไวนลอะซเตทอยประมาณ 20-70% โดยนาหนก เชน

EVA22 มปรมาณไวนลอะซเตท 22%โดยนาหนก)โดยปรมาณของไวนลอะซเตทในโมเลกลมผลกระทบตอ EVA ดงแสดงในตารางท 6

ตารางท 6 สมบตของ EVA ทเปลยนตามปรมาณของไวนลอะซเตทในโมเลกล

สมบต ปรมาณไวนลอะซเตต

ความเปนผลก (crystallinity) ความเปนผลกมากขนเมอปรมาณไวนลอะซเตตลดลง

จดหลอมเหลว (melting point) จดหลอมเหลวลดลงเมอปรมาณไวนลอะซเตตเพมขน

คามอดลส (modulus) คามอดลสลดลงเมอปรมาณไวนลอะซเตตเพมขน

ความแขง (hardness) ความแขงลดลงเมอปรมาณไวนลอะซเตตเพมขน

สภาพขว (polarity) สภาพขวของ EVA สงขนเมอปรมาณไวนลอะซเตตเพมขน

ความสามารถในการปองกนการซมผานของแกส

ความสามารถในการปองกนการซมผานของแกสลดลงเมอปรมาณไวนลอะซเตตเพมขน

ความทนแรงกระแทก ความทนแรงกระแทกเพมขนเมอปรมาณไวนลอะซเตตเพมขน

ความทนทานตอตวทาละลายอนทรย

ความทนทานตอตวทาละลายอนทรยลดลงเมอปรมาณไวนลอะซเตตเพมขน

ความใส ความใสมากขนเมอปรมาณไวนลอะซเตตเพมขน

ปรมาณไวนลอะซเตทเพมขนทาใหความเปนผลกของพอลเอทลนลดลง

ซงเมอมปรมาณของไวนลอะซเตทมากกวารอยละ 40 EVA จะมความเปนอสณฐานอยางสมบรณ

นอกจากน EVA ทมไวนลอะซเตทมากยงมความสามารถรบสารเพมเนอ (fillers) หรอผงส

(pigments) ตางๆไดในปรมาณมากโดยไมเกดผลเสยตอสมบตทางกายภาพ เชนในผลตภณฑ EVA

ทใชสาหรบงานกนไฟฟาสถตนน ผผลตสามารถผสม carbon black ลงไปในเนอ EVA ไดมากถง

% และเนองจากสายโซหลก EVA เปนพนธะอมตวโดยสมบรณทาใหทนทานตอการเสอมสภาพอนเนองมาจากความรอน โอโซน และสภาพอาอาศไดเปนอยางด จงไมจาเปนตองทาการเตมสารปองกนการเสอมสภาพลงไป แตในกรณทตองการนา EVA ไปใชทอณหภมสงมากๆ กอาจเตมสาร

21

ปองกนการเสอมสภาพลงไปได สวนหมไวนลอะซเตทซงมความเปนขวสงกจะทาใหยางมความทนตอนามนและตวทาละลายทไมมขวไดด อยางไรกตาม EVA มสมบตการหกงอทอณหภมตาไมด

และเนองจาก EVA มความเปนขวสง จงมสมบตเปนฉนวนไฟฟาทด

2.2.3.3 การใชงาน EVA

EVA เปนพลาสตกทนามาประยกตผลตสนคาไดหลากหลาย มความทนทานตอสารเคม สามารถนาไปแปรรปไดงาย เปนฉนวนไฟฟาทด และไมมสารพษทเปนอนตรายตอมนษย รวมถงมความสารมารถในการรบแรงกระแทก มความยดหยนและโคงงอไดด มนาหนกเบา ขนรปไดงาย มความคงทนตอสภาพอณหภมและสงแวดลอมไดด ใหสสดใส สามารถนาไปใชประโยชนแทนพวซและยางจงเหมาะสมสาหรบการนาไปขนรปผลตภณฑตางๆ ไดแก พนรองเทา ทงรองเทากฬาและรองเทาแตะ วสดดดซบเสยง หญาเทยม พรมปพน ของเดกเลนและงานฟลมทตองการความเหนยว ยดหยนสง เชน ถงอาหารแชแขง รวมทงงานฉดเขาแบบ ไดแก แหวนรองเลนส ทงน EVA ยงสามารถนาไปใชในงานกาวชนดหลอมไดเชน กาวสาหรบบรรจภณฑ งานไมอด เปนตน

2.3 เทอโมไดนามกสของพอลเมอรเบลน

เนองจากการผสมกนของพอลเมอรจาเปนตองรเกยวกบเทอรโมไดนามกสของพอลเมอรผสมงานวจยนจงขอกลาวถงหลกการทางเทอรโมไดนามกสทจาเปนเกยวกบการผสมดงน

ความสมพนธทางเทอรโมไดนามกสทถกนามาใชอธบายระบบสารละลายพอลเมอร คอ การเปลยนแปลงพลงงานอสระกบส (Gibbs free energy, ∆Gm) ของสารละลาย ซงสามารถหาจากการเปลยนแปลงเอนทาลป ∆Hm และการเปลยนแปลงเอนโทรป ∆Sm ตามสมการ

∆Gm=∆Hm-T∆Sm เมอ T คออณหภมสมบรณในหนวย เคลวน (K)

พอลเมอรสามารถละลายในตวทาละลายแลวเกดเปนสารละลายเนอเดยว เมอการเปลยนแปลง Gibbs free energy ของกระบวนการผสมมคาเปนลบ คอ Gibbs free energy ของสารละลาย (GAB) นอยกวาผลรวมของ Gibbs free energy ขององคประกอบแตละตวทนามาผสมกน ( GA และ GB)โดยพจารณาสารละลายทวไป มคา ∆Smเปนบวกเสมอ ดงนนเทอม T∆Sm กจะมคาเปนบวกดวย สาหรบเทอม ∆Hmในสารละลายจะมคาเปนบวกหรอลบขนอยกบการละลายวาจะเปนชนดดดหรอคายความรอน ถา ∆Hmมคา เ ปนบวก การละลายเกดขนไดก ตอเมอ

∆Hm<T∆Sm เทานน แตถา ∆Hm มคาเปนลบ การละลายจะเกดขนไดเสมอเพราะเทอม T∆Sm มคาเปนบวก โดยการละลายของพอลเมอรในตวทาละลายมอย กรณ คอ

22

. สารละลายอดมคต ซงคดวาโมเลกลของตวถกละลายและตวทาละลายมขนาดและรปรางเหมอนกน ตลอดจนแรงดงดดระหวางโมเลกลของตวทาละลาย-ตวถกละลาย ตวทาละลาย-ตวทาละลาย และตวถกละลาย-ตวถกละลาย มคาเทากน จงมคา ∆Hm=0 นอกจากนยงกาหนดวาไมมการเปลยนแปลงปรมาตรในการผสม ดงนนจะไดสมการ ∆Gm เปน

∆Gm=-T∆Sm โดยจะเหนวามเฉพาะเทอม ∆Sm เทานนทตองคานวณหา ซงในกรณของโมเลกลทมขนาด

เลก Flory-Huggins ไดอธบายถงการหาคา ∆Sm โดยพจารณาถงโมเลกลของตวถกละลายและตวทาละลายจะมโอกาสในการจดเรยงตวเขาไปใน lattice ทสมมตขนดงรปท 8

รปท 8 แสดง lattice ของสารละลายโมเลกลเลก เมอ O แทนโมเลกลของตวทาละลายและ แทนโมเลกลของตวถกละลาย

จากรปท 8 โมเลกลของตวถกละลายกระจายตวอยใน lattice แบบสม โดยมขอจากดวาแตละหนวยเซลลใน lattice จะมโมเลกลอยได โมเลกล ดงนนโอกาสการจดเรยงตวของโมเลกลจะมมาก ทาให ∆Sm มคาสง ซง Flory-Huggins ไดคานวณหา ∆Smของสารละลายโมเลกลเลกทวๆไป

ไดดงสมการ

∆Sm=-R n1lnx1+n2lnx2 เมอ n1 และ n2 คอ จานวนโมลขององคประกอบชนดท และ ตามลาดบ

x1 และ x2 คอ สดสวนโมลขององคประกอบชนดท และ ตามลาดบ

ดงนนสมการ ∆Gm เขยนใหมไดเปน ∆Gm=-T∆Sm=RT n1lnx1+n2lnx2

และสามารถเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวาง ∆Gm กบ x2 ทอณหภมใดใดแสดงไดดงรปท 9

23

รปท 9 แสดงความสมพนธระหวาง Gm กบ x2

2. สารละลายพอลเมอร จะแสดงลกษณะของสารละลายไมอดมคต ในการละลายของพอลเมอรกบตวทาละลายจะมการเปลยนแปลงความรอนเกดขนดวยอนเปนผลมาจากความแตกตางของแรงดงดดระหวางโมเลกล (intermolecular interaction force) ระหวางโมเลกลของตวทาละลาย ตวถกละลาย โมเลกลของพอลเมอรและโมเลกลของตวทาละลาย ซงคาการเปลยนแปลงเอนทาลป

∆Hm หาไดจากสมการ

∆Hm=RTVχ

12ϕ

1ϕ

2

V1

เมอ χ12คอ interaction parameter ของ Flory-Huggins

ϕ1, ϕ

2 คอ สดสวนปรมาตรของตวทาละลายและพอลเมอรตามลาดบ

V1 คอ molar volume ของตวทาละลาย

V คอ molar volume ของระบบ

พจารณาการจดเรยงตวของพอลเมอรใน lattice สมมตวาเปนดงรปท 10

รปท 10 แสดง lattice ของสารละลายพอลเมอร

โดยโมเลกลของพอลเมอรประกอบดวยสวนของสายโซจานวนมากซงแตละหนวยของสายโซมการจดเรยงตวลงในหนวยเซลลตางๆไดหนงหนวยเซลลแตการจดเรยงตวอาจไปตดกบสวน

24

ของสายโซเสนอน ทาใหโอกาสการจดเรยงตวของโมเลกลลดลง ดงนน ∆Smจงมคาตา Flory-

Huggins คานวณคา ∆Gmของสารละลายพอลเมอรไดดงสมการ

ΔGmV=ΔGm

V=RT

ϕ1

V1

lnϕ1+ϕ

2

V2

lnϕ2+χ

12ϕ

1ϕ

2

V1

สวนระบบของพอลเมอรเบลนดไดประยกตนาเอาทฤษฎ lattice ของ Flory-Huggins มาใช

โดยในระบบประกอบดวยพอลเมอรผสมกน ชนด โดยตงสมมตฐานวาปรมาตรของแตละสวนของโมเลกลพอลเมอรเทากบปรมาตรของตวทาละลาย โมเลกล ดงนน เมอแทนคาปรมาตรของสายโซทมขนาดเลกทสดดวยตวแปร Vrลงในสมการ ΔGm

V จะไดสมการใหมเปน

ΔGmV=ΔGm

V=RT

ϕ1

V1

lnϕ1+ϕ

2

V2

lnϕ2+χ

12ϕ

1ϕ

2

Vr

จากสมการนสามารถหาพลอตกราฟความสมพนธของ ΔGmV กบ ϕ

2 ทอณหภมหนง โดย

ไมขนกบปรมาตร V แตถาอณหภมเปลยนไปเสนกราฟกจะเปลยนตาม ไดดงรปท 11

รปท 11 A แสดงความสมพนธของ ΔGm

V กบ ϕ2B แสดงความสมพนธของอณหภมกบ ϕ

2

25

จากกราฟรปท 11 สามารถอธบายไดวา กราฟเสนท ในรปท 11A เมอ ΔGmV มคาตากวา

ศนย เมอทาการเปลยนสดสวนปรมาตร ϕ2ไ ดกราฟเปนรปโคงหงาย ในกรณนเปนการผสมพอ

ลเมอรทเขากนไดทกสดสวน โดยทจะมลกษณะเปนเนอเดยวกน

ในกรณท ΔGmV มคามากกวาศนย เมอทาการเปลยนสดสวนปรมาตร ϕ

2 ไดกราฟเสนท

ในรปท 11A กราฟรปโคงควา แสดงวาพอลเมอรเบลนดไมสามารถเขากนไดทกสดสวน

แตสาหรบการผสมพอลเมอรเบลนดทมการผสมเขากนไดบางสวน จะไดกราฟเสนท ในรปท 11A ไดกราฟเปนรปโคงหงาย เมอมคา ΔGm

V ตากวาศนย โดยเสนกราฟทไดมจดตาสด จด

คอ จด a และ b ทสดสวน ϕ2' และ ϕ

2'' ตามลาดบทอณหภมหนง

การพลอตกราฟระหวาง ΔGmV กบ ϕ

2เพอศกษาความเขากนไดของพอลเมอรคใดคหนง

แตมองเหนการแยกเฟสไดยาก ซงการผสมพอลเมอรในการทดลองขนอยกบอณหภมและสดสวนการผสม ดงนนเพอความสะดวกในการมองการแยกเฟสจงจดเทอมตางๆใหมโดยพลอตเปนความสมพนธระหวางอณหภมและ ϕ

2 โดยอาศยคาตางๆจากกราฟเสน ทาใหไดกราฟดงรปท

11B ไดลกษณะกราฟเปนรปโคงควา แตโดยทวไปกราฟทไดอาจเปนรปโคงควา (Upper Critical

Solution Temperature : UCST) ดงรปท 12 หรอรปโคงหงาย (Lower Critical Solution

Temperature:LCST) ดงรปท 13 ขนอยกบวาจะเปนกระบวนการดดหรอคายความรอน ซงในกรณดงรปท 11B เปนรปโคงควา (UCST) เปนกระบวนการดดความรอน จาก phase diagram ดงรปท

11B มบรเวณทสาคญ สวน คอ

. บรเวณเสถยร (Stable region) เปนบรเวณทมการผสมเขากนไดทกสดสวนผสมเปนเนอเดยวกน

(single phase)

2. บรเวณกงเสถยร (Metastable region) เปนบรเวณทมการแยก phase สอง phase หรอมากกวา แตยงมองเหนไมชดเจนมากนกซงขอบเขตระหวาง บรเวณน คอ เสน bimodal เปนการแบงระหวางบรเวณทมการผสมของสารเปนเนอเดยวกนกบบรเวณทมการแยก phase ดงนนเสน bimodal จะถอวาเปนขอบเขตของการแยก phase ทแทจรง

. บรเวณไมเสถยร (Unstable region) เปนบรเวณทมการแยก phase เปนสอง phase หรอมากกวา ซงขอบเขตของการแยกระหวาง สวนนคอ เสน spinodal ทถอเปนเสนแยก phase แบบไมชดเจนแตในการทดลองไมสามารถหาขอบเขตนได

คาอณหภมทจดวกฤต Tc และสดสวนวกฤต ϕ2 c

เปนคาทอณหภมและสดสวนทมเสน spinodal และเสน bimodal มาบรรจบตดกน เปนการแบงขอบเขตระหวางบรเวณของสารทเปนเนอเดยวกนกบบรเวณทมการแยกเปนสองสวนหรอมากกวา โดย Tc เปนคาอณหภมสงสด

26

ในกรณของ UCST หรอตาสดในกรณของ LCST ทสารพอลเมอรผสมมการแยกสวนเปนสองสวน ถาหากอณหภมสงกวา Tc ในกรณของ UCST หรอตากวาในกรณของ LCST ไดสารผสมทมลกษณะเปนเนอเดยวกนทกสดสวนและสดสวนทอณหภมวกฤตน เรยกวา สดสวนวกฤต

รปท 12 แสดงความสมพนธของอณหภมกบ ϕ

2 ของพอลเมอรเบลนดทเปนแบบ UCST โดยท

แทนเสน spinodal และ แทนเสน binodal

รปท 13 แสดงความสมพนธของอณหภมกบ ϕ

2 ของพอลเมอรเบลนดทเปนแบบ LCST โดยท แทน

เสน spinodal และ แทนเสน binodal

ลกษณะของ phase diagram จะมหลายรปแบบดงทกลาวมา ในกรณของสารทเปนพวกmonodisperse ทเปน phase diagram ของสารทมขนาดเลกและมขนาดโมเลกลเทาๆกนแตในกรณการผสมของพอลเมอรทมนาหนกโมเลกลสง สวนใหญเปนพวก polydisperse ทประกอบดวยสายโซขนาดตางๆปะปนกน จงได phase diagram ทมลกษณะตางไปจากสารพวก monodisperse คอ

เกดการแยกสวนทไมชดเจนหรออาจม phase diagram กวาง มรปทรงทไมสมมาตร บดเบยว ดงตวอยางรปท 14

27

รปท 14 แสดงความสมพนธของอณหภมกบ ของ polydisperse แบบ UCST

2.4 ความเขากนไดของพอลเมอร(Polymer-Polymer compatibility)

ในงานวจยนมการนาพอลเมอรมาเบลนดกนดงนนขอกลาวถงความเขากนไดของการเบลนดพอลเมอรดงน ในการนาพอลเมอรตงแต ชนดขนไปมาผสมกน จะมโอกาสของความเขากนไดของพอลเมอรทผสมกนในระดบโมเลกลมอย ลกษณะ ดงน

. การเบลนดทเขากนได (Compatible blends) พอลเมอรผสมเขากนไดทกสดสวน มลกษณะเปนเนอเดยวกน (Homogenouse) ม เฟส ไมเกดการแยกเฟส และมคา Tg เพยงคาเดยว พอลเมอรเบลนดทไดมสมบตสมาเสมอกนตลอดทงระบบ

. การเบลนดไมเขากน (Incompatible blends) พอลเมอรผสมไมเขากน มลกษณะไมเปนเนอเดยวกน (Heterogenouse) เกดการแยกเฟส และมคา Tg มากกวา คา

. การเบลนดทเขากนไดบางสวน (Partially compatible blends) มสมบตของพอลเมอรเบลนดแตกตางกน ในสวนทผสมเขากนไดมการแลกเปลยนสมบตซงกนและกนม Tg คาเดยวแตมชวงกวาง ในบางสดสวนทไมสามารถผสมเขากนไดจะไมมการแลกเปลยนสมบต อาจม Tg หลายคาหรอมคาเดยวแตเปนชวงกวาง ดงตวอยางเชน เมอนาพอลเมอร ชนด ทมลกษณะกงผลกมาเบลนด ไดวาในสวนทเปนอสณฐานสามารถผสมเขากนไดแตในสวนทเปนผลกจะยดตดกนแนน

แขงแรง ไมสามารถผสมเขากนไดจงทาใหแตละสวนของพอลเมอรเบลนดมสมบตทแตกตางกนแมจะควบคมตวแปรอนแลวกตาม

28

2.5 เอกสารและงานวจยทเกยวของ

2.5.1 งานวจยนเปนของวชรนทร หยตงและคณะไดทาการเบลนด PP กบ LDPE เนองจากพอลเมอรทงสองไมสามารถผสมเขากนไดซงทาใหสมบตเชงกลของพอลเมอรเบลนดลดลง ดงนนจงตองทาการผสมโดยกระบวนการ Reactive blend ผานเครองอดรดสกรเดยวโดยม peroxide เปนตวเรมปฏกรยา คอ Trigonox101 โดยมสารรวมปฏกรยา คอ MAH, บวตะไดอนนาหนกโมเลกลตา (I-PB) และม EPDM(paraffinic oil) เปนสารเพมความทนแรงกระแทก โดยไดผลการทดลองดงน

ผลจาก SEM ดงรปท 15 และ MFI จากตารางท พบวาสตรรแอคทพเบลนด F10 ทาใหการกระจายตวของเฟสกระจาย LDPE มความสมาเสมอและ LDPE มขนาดอนภาคเลก ชวยลดการตดสายโซของเฟสตอเนอง PP อกทงการเตมสารเพมความทนแรงกระแทกยงชวยเพมความเขากนไดของพอลเมอรเบลนดไดอกดวย ความเขากนไดทดสงผลใหสมบตเชงกลในสวน Elongation at break และ

Impact strength เพมสงขน แมวาในสวนของ Impact strength ของสตร F10 จะมคาตากวาสตรฟสกคลเบลนด เนองมาจากมการสลายตวของ PP เกดขนซงแสดงดงตารางท และใชรแอคทพเบลนดสตร F10 ในการผสมระหวาง PP/LDPE ทอตราสวนตางๆคอ 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60,

30/70 และ 20/80%wt ตามลาดบ แลวเปรยบเทยบผลกบระบบฟสกคลเบลนด พบวาสตรรแอกทพเบลนดใหความเขากนไดดกวาสตรฟสกคลเบลนดทกสดสวนโดยดจาก SEM รปท ซงแสดงการกระจายตวของเฟสกระจาย LDPE ทมความสมาเสมอและ LDPE มขนาดอนภาคเลก ผลจากสมบตเชงกลพบวาสตรรแอกทพเบลนดใหคา elongation at break เพมขนจากฟสกคลเบลนดโดยแสดงดงรปท 17 ซงเปนผลมาจากการผสมเขากนไดดทาใหสมบตเชงกลดขน ผลจากการทดสอบความทนแรงกระแทกแสดงดงรปท 18 พบวาทสดสวนของ PP เทากบ 80, 70 และ 60%wt โดย PP เปนเมทรกซเฟสในระบบรแอกทฟเบลนดนนจะมคา Impact strength นอยกวาการผสมดวยระบบฟสคลเบลนด เนองจากเปอรออกไซดทาใหเกด Chain scission ของสายโซโมเลกล PP มากทาใหสายโซโมเลกล PP ถกตดสนลง สวนในการผสมทสดสวน PP ลดลง (50, 40, 30 และ 20 เปอรเซนต โดยนาหนก) จะเหนวาระบบรแอกทฟเบลนดมคา Impact strength เพมขนมากกวาระบบฟสคลเบลนด

เนองจากมการสลายตวของ PP ทนอยลง ซงทดลองนมความสอดคลองกบงานวจยของเราอยางมากในเรองของการทารแอคทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดเปนตวเรมปฏกรยาและม MAH, บวตะไดอนนาหนกโมเลกลตา (I-PB) เปนตวรวมปฏกรยา เพอเพมความเขากนไดของพอลเมอรเบลนดและมการเตม EVA เขาไปใน PLA/PP เบลนดเพอจะเพมความทนแรงกระแทก

29

ตารางท 7 แสดงสตรตางๆและคา MFI ของพอลเมอรเบลนด

รปท 15 แสดงลกษณะทางสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PP/LDPE(70/30

%wt) ก. Physical blends ข. F1 ค. F2 ง. F3 จ. F10

30

ตารางท 8 แสดงสมบตเชงกลของพอลเมอรเบลนด PP/LDPE ดวยระบบรแอกทฟเบลนด

รปท 16 ลกษณะทางสณฐานวทยาของการผสม PP/LDPE ทอตราสวนการผสมตางๆโดยเปรยบเทยบระบบฟสคลเบลนดกบรแอกทฟเบลนด

31

รปท 17 กราฟความสมพนธระหวางความเคนกบความเครยดของการผสม PP/LDPE ทอตราสวนการผสมตางๆโดยเปรยบเทยบระบบฟสคลเบลนดกบรแอกทฟเบลนด

รปท 18 กราฟแสดง Impact strength ของการผสม PP/LDPE ทอตราสวนการผสมตางๆโดยเปรยบเทยบระบบฟสกคลเบลนดกบรแอกทฟเบลนด

2.5.2 งานวจยนเปนของ Mohd Bijarimi และคณะไดทาการเบลนด PLA/PP ทอตราสวน

90/10 และเบลนด PLA/PP/LNR ทอตราสวน 90/10/10 ใน Internal mixer ผลจากการทดสอบสมบตเชงกลแสดงดงตารางท 9 และสณฐานวทยาจากเครอง SEM ดงรปท พบวาPLA/PP(90/10) มคา Impact Strength ลดลงเมอเทยบกบ PLA บรสทธ เนองจากความไมเขากนของ

PLA กบ PP ซงมความเปนขวตางกน แต Elongation at Break มคาเพมขน รวมถงผลกของพอลเมอรเบลนดเพมขน แตเมอมการเตม LNR เขาไปพบวา Elongation at Break และ Impact Strength

มคาเพมขนเมอเทยบกบตอนยงไมเตม LNR ซงแสดงใหเหนวา LNR ชวยทาใหพอลเมอรเบลนดมความยดหยนและความทนแรงกระแทกไดมากขน ซงผลทไดสอดคลองกบ SEM ทแสดงดงรปท 19

32

ทแสดงใหเหนวาเมอเตม LNR เขาไปในพอลเมอรเบลนดแลวลกษณะของการแตกหกมความเหนยวมากขน เฟสของ PLA กบ PP มการยดตดกนมากขน ดงนน LNR เปรยบเสมอนตวชวยให

PLA กบPP เขากนไดดขน แตเมอเตมยางเขาไปผลกของพอลเมอรเบลนดกลดลง จากการทดลองนเปนการเบลนด PLA กบ PP โดยใชยางในการเปนตวเชอมประสานทงสองเฟสและเพมความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด ซงสอดคลองกบงานวจยของเรากใช PLA กบ PP โดยมยาง

EVA ในการเพมความเขากนไดและความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด

ตารางท 9 แสดงสมบตเชงกลและสมบตทางความรอนของพอลเมอรเบลนด

รปท 19 แสดง SEM ของรอยแตกหกของชนงานทผานการทดสอบแรงดง

2.5.3 งานวจยนเปนของ H.S. Lee และคณะไดทาการเบลนด PLA กบ PP และเพมความทนแรงกระแทกโดยการเตมสารปรบปรงความทนแรงกระแทก (Biomax® Strong 120) โดยผสมเขากนโดยเครอง Twin screw extruder ในการผสมเขากนมการเตม compatibilizer ไดแก MAH-g-

PP (PH200), MAH-g-PE (EM200) และ GMA-g-PE (AX 8840) แสดงสดสวนของพอลเมอรเบลนดและ compatibilizer ดงตารางท ผลจาก SEM พบวาการมตว compatibilizer 2 ตว ดงรปท

20C, D ทาให PP กบ PLA สามารถเขากนไดด โดยสงเกตไดจากการกระจายตวของเฟสกระจาย PP

33

ทสมาเสมอและมขนาดอนภาคทเลกลงเมอเทยบกบรปท 20A, B ซงมตว compatibilizer เพยงตวเดยว

ตารางท 10 แสดงสดสวนของพอลเมอรเบลนดและตวเชอมประสาน

รปท 20 แสดงภาพ SEM ของ PLA/PP เบลนดโดยมcompatibilizers ดงน A: PH200, B: EM200, C:

PH200/EM200, D: PH200/AX8840

ผลจากสมบตเชงกลพบวาการม compatibilizer 2 ตว ดงรปท 21 เสนท 2, 3 ทาให

elongationat break ของพอลเมอรเบลนดเพมขนสงมากเมอเทยบกบรปท 21 เสนท 4, 5, 6 ซงมcompatibilizer เพยงตวเดยวเนองมาจากความเขากนไดดของ PLA และ PP เมอม compatibilizer 2

ตวทาใหสมบตดงกลาวมคาเพมขน

34

รปท 21 แสดงกราฟ Stress-Strain ของ PLA/PP เบลนดโดยม compatibilizers ดงน 2:

PH200/EM200, 3: PH200/AX8840, 4: PH200, 5: EM200, 6:AX8840

ผลจากการทดสอบความทนแรงกระแทกและ flexural modulus พบวาการมตว

compatibilizer 2 ตว ดงรปท 22 เสนท 2, 3 จะเกดความสมดลของสมบตทงสองแตการเตม

compatibilizer ตวเดยวทาใหเกดความไมสมดลระหวาง flexural modulus กบ IZOD impact

strength คอสงหนงสงแตอกสงหนงตา

รปท 22 แสดง IZOD impact strength และ flexural modulus ของ PLA/PP เบลนดโดยม

compatibilizers ดงน 2: PH200/EM200, 3: PH200/AX8840, 4: PH200, 5: EM200, 6: AX8840

35

จากนนนาพอลเมอรผสมทม compatibilizers ตว ไปอบออนทอณหภม องศาเซลเซยส เพอเพมปรมาณผลกแลวนาไปทดสอบ HDT พบวาการอบออนเพยง ชวโมง ทาใหคา HDT ของพอลเมอรผสมสงถง องศาเซลเซยส แสดงดงรปท 23

รปท 23 แสดง HDT(Heat Distortion Temperature) ของของ PLA/PP เบลนดโดยม compatibilizers

ดงน 2: PH200/EM200, 3: PH200/AX8840

36

บทท

วธการดาเนนงานวจย . วสดและสารเคมทใชในการทดลอง

3.1.1 พอลแลกตกแอซด (Polylactic acid, PLA เกรด D) ผลตโดยบรษท NatureWorks

LLC มคา MFI 6.93 กรมตอ นาท ( . กโลกรม, 180 องศาเซลเซยส)

3.1.2 พอลโพรพลน (Polypropylene, PP เกรด P600F) ผลตโดยบรษท SCG Chemical มคา MFI 3.26 กรมตอ นาท ( . กโลกรม, 180 องศาเซลเซยส)

3.1.3 พอลเอทลนโคไวนลอะซเตท (Polyethylene-co-vinyl acetate, EVA เกรด UL04533EHZ)

ผลตโดยบรษท Exonmobil Chemical

3.1.4 เปอรออกไซด (Perkadox-40, (t-butyl-2 peroxyisopropyl) 1,3 benzene) ผลตโดยบรษท

Akzo Nobel เปนของแขงผงสขาวมความเขมขน 0 % มครงชวต 2. นาท ท oC

CH3 C O O C CH2

CH3

CH3

CH3

CH3

CH2 C O

CH3

CH3

O C

CH3

CH3

CH3

รปท 24 โครงสรางทางเคมของ Perkadox-40

3.1.5 มาเลอกแอนไฮไดรด (MA) ผลตโดยบรษท Fluka เปนของแขงผงสขาว Assay

98% (NT), Mw. = 98.06, mp = 52-54 0C

รปท 25 โครงสรางทางเคมของ MA

37

3.1.6 บวตะไดอนมอนอเมอร (RICON-150) ผลตโดยบรษท Satomer Company เปนของเหลวใส

เหนยว

รปท 26 โครงสรางทางเคมของ RICON-150

. เครองมอทใชในการดาเนนงานวจย

3.2.1 เครองผสมแบบปด (Internal mixer) ของบรษท Chareon TUT รน MX 105-D40L50

รปท 27 เครองผสมแบบปด (Internal mixer) ใชในการผสมพอลเมอรใหเขากน

3.2.2 เครองอดขนรป (Compression molding) ของบรษท Chareon TUT รน PR1D-W300L350

รปท 28 เครองเครองอดขนรป (Compression molding) ใชในการขนรปชนงานทดสอบ

38

3.2.3 เครองอดรดแบบเกลยวค (Twin screw extruder) ของบรษท EN MACH รน SHJ-25

รปท 29 เครองอดรดแบบเกลยวค (Twin screw extruder) ใชในการผสมพอลเมอรใหเขากน

3.2.4 เครองทดสอบสณฐานวทยา Scanning Electron Microscope (SEM) จากบรษท Cam Scan รน

MX 2000

รปท 30 เครองทดสอบสณฐานวทยา Scanning Electron Microscope(SEM) ใชในการดสณฐานวทยา

39

3.2.5 เครอง Universal testing machine ของบรษท Intron รน 5585H

รปท 31 เครอง Universal testing machine ใชในการทดสอบสมบตเชงกล

3.2.6 เครองทดสอบความทนแรงกระแทก (Pendulum Impact Tester) ยหอ Zwick1 รน X5102.202

โดยใช Izod Pendulum ขนาด 4 จลและบากโดยเครองทารอยบาก (Notch) พลาสตก ยหอ Gotech

รน GT-7016Az

รปท 32 เครองทดสอบสมบตแรงกระแทก (Pendulum Impact Tester) ใชในการทดสอบความทนแรงกระแทก

40

3.2.7 เครองทดสอบ HDT(Heat distortion temperature)

รปท 33 เครองทดสอบ HDT(Heat distortion temperature) ใชในการทดสอบ HDT

3.2.8 เครองทดสอบดชนการไหล (Melt flow index) ของบรษท Chareon TUT รน Plastometer

รปท 34 เครองทดสอบดชนการไหล (Melt flow index) ใชในการหาคาดชนการไหล

. วธการดาเนนการทดลอง

ในงานวจยนไดแบงการทดลองเปน 4 ตอน ไดแก ตอนท 1 ศกษาผลของการเตม Reactive

agent ตอความเขากนได สมบตเชงกล ความทนแรงกระแทก คาดชนการไหลและคา HDT ของ

PLA/PP เบลนด เพอหา Reactive agent ทเหมาะสม ตอนท 2 ศกษาผลของสดสวน PP ตอความเขากนได สมบตเชงกล ความทนแรงกระแทก คาดชนการไหลและคา HDT ของ PLA/PP เบลนดโดยใช Reactive agent ทไดจากตอนท 1 ตอนท 3 ศกษาผลของการเตม EVA ตอความเขากนได สมบตเชงกล ความทนแรงกระแทก คาดชนการไหลและคา HDT ของ PLA/PP เบลนด โดยใช Reactive

agent ทไดจากตอนท 1 และตอนท 4 เปรยบเทยบผลของการผสมใน Twin screw extruder กบ

41

Internal mixer ตอความเขากนได สมบตเชงกล ความทนแรงกระแทก คาดชนการไหลและคา HDT

ของ PLA/PP เบลนโดยใช Reactive agent ทไดจากตอนท 1

3.3.1 ตอนท 1 ศกษาผลของการเตม Reactive agent

3.3.1.1 การผสมพอลเมอร

นาเมด PLA และ PP มาอบไลความชนทอณหภม 60 oC เปนเวลา 24 hr

เตม Reactive agent ดงตารางท 11 ผสมเขากนโดยเครอง Intenal mixer ทอณหภม 180 oC ความเรวรอบ 80 rpm ใชเวลาผสม 10 min แลวนา PLA/PP เบลนมาตดเปนชนเลกๆแลวนาไปทดสอบดชนการไหลทอณหภม 180 oC นาหนกกด 2.16 kg

ตารางท 11 แสดงสดสวนของ PLA/PP เบลนดและ Reactive agent

Formula

Proportion(g)

PLA PP Peroxide MA RICON

PL70/PP30 70 30 - - -

PL70/PP30(p0.2) 70 30 0.2 - -

PL70/PP30(p0.2/MA0.4) 70 30 0.2 0.4 -

PL70/PP30(p0.2/RI0.4) 70 30 0.2 - 0.4

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4) 70 30 0.2 0.4 0.4

3.3.1.2 การเตรยมชนงานทดสอบ

นาเมด PLA/PP เบลนดทไดมาอบไลความชนทอณหภม 70 oC เปนเวลา 3

hr แลวนาไปเตรยมชนงานทดสอบโดยเครองอดขนรป (Compression molding) ทอณหภม oC

เปนเวลา 6 min ตามมาตรฐาน ASTM D256 (สาหรบทดสอบความทนแรงกระแทก), ASTM D638

(สาหรบทดสอบสมบตความตานทานแรงดง) และ ASTM D648 (สาหรบทดสอบอณหภมคงรป,

HDT) ไดชนงานทดสอบดงรปท 35

รปท 35 แสดงชนงานทดสอบทไดจากการอดขนรป

42

3.3.1.3 การทดสอบชนงานตวอยาง

ทดสอบสมบตเชงกลไดแก Young Modulus และ Elongation at break

โดยเครอง Universal testing machine ทอตราการดง mm/min ทอณหภมหอง ทดสอบความทนแรงกระแทกโดยเครองทดสอบสมบตแรงกระแทก (Pendulum Impact Tester) โดยใช Izod

Pendulum ขนาด 4 J และบากชนงานดวยเครองทารอยบาก ทดสอบ HDT โดยมอตราการเพมอณหภม oC/min นาหนกกด . MPa และบนทกอณหภม HDT ทระยะเสยรป 0.25 mm ทดสอบสณฐานวทยาโดยเครอง Scanning Electron Microscope ทกาลงขยาย -10 เทา โดยนาชนงานมาหกในไนโตรเจนเหลวแลวนาบรเวณผวทแตกหกมาทาการเคลอบทองทดสอบการละลาย Molau

Test ในตวทาละลาย Dichloromethane

3.3.2 ตอนท 2 ศกษาผลของสดสวน PP


นาเมด PLA และ PP มาอบไลความชนทอณหภม 60 oC เปนเวลา 24 hr

จากนนเตม Reactive agent ทเหมาะสมทไดจากตอนท 1 โดยแสดงสวนผสมดงตารางท 12 แลวผสมเขากนโดย Internal mixer ทอณหภม 180 oC ความเรวรอบ 80 rpm ใชเวลาการผสม 10 min

จากนนนา PLA/PP เบลนดมาตดเปนชนเลกๆแลวนาไปทดสอบดชนการไหลทอณหภม 180 oC

นาหนกกด 2.16 kg


Formula

Proportion(g)

PLA PP

PL60/PP40(p0.2/*/*) 60 40

PL50/PP50(p0.2/*/*) 50 50

* Reactive agent ทเหมาะสมไดจากตอนท 1


นาเมด PLA/PP เบลนดทไดมาอบไลความชนทอณหภม 70 oC เปนเวลา 3

hr แลวนาไปเตรยมชนงานทดสอบโดยเครองอดขนรป (Compression molding) ทอณหภม oC

เปนเวลา 6 min ตามมาตรฐาน ASTM D256 (สาหรบทดสอบความทนแรงกระแทก), ASTM D638

(สาหรบทดสอบสมบตความตานทานแรงดง) และ ASTM D648 (สาหรบทดสอบอณหภมคงรป,

HDT)

43

3.3.2.3การทดสอบชนงานตวอยาง

ทดสอบสมบตเชงกล ไดแก Young Modulus และ Elongation at break




3.3.3 ตอนท 3 ศกษาผลของการเตม EVA


นาเมด PLA, PP และEVA มาอบไลความชนทอณหภม 60 oC เปนเวลา 24 hr จากนนเตม Reactive agent ทเหมาะสมจากตอนท1 โดยแสดงสวนผสมดงตารางท 13 แลวผสมเขากนโดยเครอง Internal mixer ทอณหภม 180 oC ความเรวรอบ 80 rpm ใชเวลาการผสม 10

min จากนนนา PLA/PP/EVA เบลนดมาตดเปนชนเลกๆ แลวนาไปทดสอบดชนการไหลทอณหภม

180 oC นาหนกกด 2.16 kg


Formula

Proportion(g)

PLA PP EVA

PL57/PP40/EVA3(P.2/*/*) 57 40 3

PL54/PP40/EVA6(P.2/*/*) 54 40 6

PL51/PP40/EVA9(P.2/*/*) 51 40 9

* Reactive agent ทเหมาะสมทไดจากตอนท1


นาเมด PLA/PP/EVA เบลนดทไดมาอบไลความชนทอณหภม 70 oC เปนเวลา 3 hr แลวนาไปเตรยมชนงานทดสอบโดยเครองอดขนรป (Compression molding) ทอณหภม

oC เปนเวลา 6 min ตามมาตรฐาน ASTM D256 (สาหรบทดสอบความทนแรงกระแทก),

ASTM D638 (สาหรบทดสอบสมบตความตานทานแรงดง) และ ASTM D648 (สาหรบทดสอบอณหภมคงรป, HDT)

44


ทดสอบสมบตเชงกลไดแก Young Modulus และ Elongation at break




3.3.4 ตอนท 4 ศกษาผลของการผสมเขากนโดย Twin screw extruder กบ Internal mixer


นาเมด PLA, PP และ EVA มาอบไลความชนทอณหภม 60 oC เปนเวลา 24 hr จากนนเตม Reactive agent ทเหมาะสมจากตอนท 1 โดยแสดงสวนผสมดงตารางท 14 แลวผสมเขากนโดยเครอง Twin screw extruder โดยตงอณหภมสวนปอนเมดพลาสตก ตงแต Feed zone

ไป Mixing zone และถงหวดาย (Die) เปน 120, 140, 160, 170, 175, 180, 185, 185 oC ความเรวรอบ

100 rpm แลวนาไปทดสอบดชนการไหลทอณหภม 180 oC นาหนกกด 2.16 kg

ตารางท 14 แสดงสดสวนของ PLA/PP/EVA เบลนดและ Reactive agent

Formula

Proportion(g)

PLA PP EVA

PL57/PP40/EVA3(P.2/*/*)T 57 40 3

PL54/PP40/EVA6(P.2/*/*)T 54 40 6

PL51/PP40/EVA9(P.2/*/*)T 51 40 9

* Reactive agent ทเหมาะสมทไดจากตอนท 1

T แทน Twin screw extruder


นาเมด PLA/PP/EVA เบลนดทไดมาอบไลความชนทอณหภม 70 oC เปนเวลา 3 hr แลวนาไปเตรยมชนงานทดสอบโดยเครองอดขนรป (Compression molding) ทอณหภม

oC เปนเวลา 6 min ตามมาตรฐาน ASTM D256 (สาหรบทดสอบความทนแรงกระแทก),

ASTM D638 (สาหรบทดสอบสมบตความตานทานแรงดง) และ ASTM D648 (สาหรบทดสอบอณหภมคงรป, HDT)

45


ทดสอบสมบตเชงกล ไดแก Young Modulus และ Elongation at break




46

บทท

ผลการทดลองและวเคราะหผลการทดลอง 4. ศกษาผลของ Reactive agents ตอความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและ

สมบตเชงกลของ PLA/PP เบลนด ตอนท ของงานวจยไดทาการเบลนด PLA กบ PP ทอตราสวน / โดยนาหนกในเครอง Internal mixer โดยตองการเปรยบเทยบความเขากนไดของพอลเมอรเบลนดดวยการทดสอบการละลายและการดสณฐานวทยาดวยเครอง SEM สมบตทางความรอนดวยเครองทดสอบ HDT

สมบตการไหลดวยเครองทดสอบ MFI สมบตเชงกลไดแก ยงกมอดลส คาเปอรเซนตการยดขาดดวยเครอง Universal testing machine และคาความทนแรงกระแทกดวยเครอง Pendulum Impact

Tester ระหวางกรณทไมเตม Reactive agents กบกรณรแอกทพเบลนด ซงมเปอรออกไซด (perkadox) เปนตวเรมปฏกรยาและม MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา จากนนเลอกสตรทใหผลการทดลองดทสดเพอใชในตอนตอไป

4.1.1 การทดสอบ SEM เพอดสณฐานวทยา

a.

b.

100

100

20

20

47

รปท 36 แสดงสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA กบ PP ทอตราสวน /

ทกาลงขยาย เทา (100ไมครอน) และ เทา ( ไมครอน)

a. PL70/PP30(non reactive blend) b. PL70/PP30(p0.2) c. PL70/PP30(p0.2/MA0.4)

d. PL70/PP30(p0.2/RI0.4) e. PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

รปท แสดงสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA กบ PP ทอตราสวน / ทกาลงขยาย เทา (100ไมครอน) และ เทา ( ไมครอน) รปท 36a.

PL70/PP30(non reactive blend) พบวา PLA และ PP ไมเขากนสงเกตไดจากขนาดอนภาคของเฟส

c.

d.

e.

เครอง SEM ข

100

100

100

A กบ PP ทอ

20

20

20

48

กระจาย (PP) มขนาดใหญประมาณ ไมครอน การกระจายตวไมสมาเสมอในเฟสตอเนอง

(PLA) เนองจาก PLA เปนโมเลกลมขวแต PP เปนโมเลกลไมมขวทาใหไมเกดแรงยดเหนยวระหวางผวของเฟสทงสองรปท b. PL70/PP30(p0.2) เปนการทารแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr พบวา PLA กบ PP ไมเขากนได สงเกตไดจากขนาดอนภาคของเฟสกระจาย (PP) มขนาดใหญการกระจายตวไมสมาเสมอในเฟสตอเนอง (PLA) แตเมอเทยบกบสตรnon reactive blend พบวาสตรทเตมเปอรออกไซดมขนาดอนภาค PP เลกลงเลกนอย เนองจากในปฏกรยาฟรแรดดคลสามารถเกดกราฟตโคพอลเมอรซงเปรยบเสมอนสารเพมความเขากนไดของพอลเมอรเบลนดสงผลใหแรงยดเหนยวระหวางเฟสเพมขน รปท c. PL70/PP30(p0.2/MA0.4)

เปนการทารแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr และ MA ปรมาณ . phr พบวา PLA และ PP ไมเขากน สงเกตไดจากขนาดอนภาคของเฟสกระจาย (PP) มขนาดใหญ แตเมอเทยบกบกรณทเตมเปอรออกไซดเพยงอยางเดยว พบวาสตรทเตมเปอรออกไซดรวมกบ MA มการกระจายตวของอนภาค PP สมาเสมอกวา เนองจากการกราฟตของ MA บนสายโซโมเลกลของ PP

และ PLA ทาให PP เปนโมเลกลมขวสงผลใหแรงยดเหนยวระหวางเฟสเพมขนรปท d.

PL70/PP30(p0.2/RI0.4) เปนการทารแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr และ

RICON ปรมาณ . phr พบวา PLA และ PP เขากนไดด สงเกตไดจากขนาดอนภาคของเฟสกระจาย (PP) มขนาดเลกและมการกระจายตวสมาเสมอเนองจากการมเปอรออกไซดรวมกบ

RICON ทาใหเกดกราฟตโคพอลเมอรมากขนสงผลใหแรงยดเหนยวระหวางเฟสเพมขน รปท e.

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4) เปนการทารแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr

และ MA ปรมาณ . phr กบ RICON ปรมาณ . phr พบวา PLA กบ PP เขากนไดดทสดสงเกตจากขนาดอนภาคของเฟสกระจาย (PP) เลกประมาณ ไมครอนและมการกระจายตวสมาเสมอมากเนองจากการเตมเปอรออกไซดรวมกบ MA และ RICON ทาใหเกดกราฟตโคพอลเมอรมากขนสงผลใหแรงยดเหนยวระหวางเฟสเพมขน

49

. . การทดสอบการละลาย

รปท 37 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนดระหวาง PLA กบ PP ทอตราสวน /

a. PL70/PP30(non reactive blend) b. PL70/PP30(p0.2) c. PL70/PP30(p0.2/MA0.4)

d. PL70/PP30(p0.2/RI0.4) e. PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

รปท 7 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนดระหวาง PLA กบ PP ทอตราสวน / โดยPLA สามารถละลายไดในDichloromethane สวน PP ไมสามารถละลายใน Dichloromethane ได โดยจะลอยเปนอนภาคอยดานบนสวนของ PLA และ PP ทเกดเปนกราฟตโคพอลเมอรจะแขวนลอยในสารละลายทาใหสารละลายขน รปท a. PL70/PP30(non reactive blend) พบวาสารละลายใส แสดงวา PLA กบ PP

ไมเขากนซงสอดคลองกบผลจากสณฐานวทยาดงรปท a. ทเหนขนาดอนภาคของเฟสกระจาย

(PP) มขนาดใหญและการกระจายตวไมสมาเสมอในเฟสตอเนอง (PLA) รปท b.

PL70/PP30(p0.2) พบวาสารละลายใส แสดงวา PLA กบ PP ไมเขากนซงสอดคลองกบผลจากสณฐานวทยาดงรปท b. ทเหนขนาดอนภาคของเฟสกระจาย (PP) มขนาดใหญและการกระจายตวไมสมาเสมอในเฟสตอเนอง (PLA) รปท 7c. PL70/PP30(p0.2/MA0.4) พบวาสารละลายใส

แสดงวา PLA กบ PP ไมเขากนซงสอดคลองกบผลจากสณฐานวทยาดงรปท c. ทเหนขนาดอนภาคของเฟสกระจาย (PP) มขนาดใหญ รปท 7d.PL70/PP30(p0.2/RI0.4) พบวาสารละลายขน

แสดงวา PLA กบ PP ผสมเขากนได เนองจากมกราฟตโคพอลเมอรซงทาหนาทเปนสารเพมความเขากนไดของ PLA กบ PP ซงผลทไดสอดคลองกบผลจากสณฐานวทยาดงรปท d. ทเหนขนาดอนภาคของเฟสกระจาย (PP) มขนาดเลกและการกระจายตวสมาเสมอในเฟสตอเนอง (PLA) รปท

7e. PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4) พบวาสารละลายขน แสดงวา PLA กบ PP ผสมเขากนได

a b c d e

50

เนองจากมกราฟตโคพอลเมอรซงทาหนาทเปนสารเพมความเขากนไดของ PLA กบ PP ซงผลทไดสอดคลองกบผลจากสณฐานวทยาดงรปท e. ทเหนขนาดอนภาคของเฟสกระจาย (PP) มขนาดเลกและการกระจายตวสมาเสมอในเฟสตอเนอง (PLA)

. . การทดสอบสมบตทางความรอนดวยเครองทดสอบ HDT

รปท 38 แสดงคา HDT ของพอลเมอรเบลนด PLA กบ PP ทอตราสวน /

รปท 38 แสดงคา HDT ของพอลเมอรเบลนด PLA กบ PP ทอตราสวน /

พบวาคา HDT ของ PLA เทากบ 55.8 oC เนองจาก PLA เปนพอลเมอรทตกผลกชาและมปรมาณผลกนอยสงผลใหคา HDT ตา เมอผสม PLA กบ PP ทอตราสวน / แบบ non reactive blend

พบวาคา HDT เทากบ . oC ซงเพมจาก PLA 4.5 oC เนองจากการเตม PP เปรยบเสมอนการเตมอนภาคแขงเขาไปในเฟสตอเนอง (PLA) สงผลใหคา HDT เพมสงขนเลกนอย สาหรบการทารแอกทพเบลนดไดแกสตร PL70/PP30(p0.2), PL70/PP30(p0.2/MA0.4), PL70/PP30(p0.2/RI0.4) และ

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4) คา HDT มคาเทากบ . , . , . และ . oC ตามลาดบ จะเหนไดวาคา HDT ของรแอกทพเบลนดใกลเคยงกบ non reactive blend เนองจากมปรมาณของอนภาคแขงเทาเดม

0

10

20

30

40

50

60

70HDT(°C)

PLA pure

PL70/PP30(physical blend)

PL70/PP30(p0.2)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4)

PL70/PP30(p0.2/RI0.4)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

51

. . การทดสอบสมบตการไหลโดยเครองทดสอบ Melt flow Index

รปท 39 แสดงคา MFI ของพอลเมอรเบลนด PLA และ PP ทอตราสวน /

รปท 39 แสดงคา MFI ของพอลเมอรเบลนด PLA และ PP ทอตราสวน / ถาคา MFI มคาตาแสดงวาพอลเมอรมความหนดสง ไหลยากและถาคา MFI มคาสงแสดงวาพอลเมอรมความหนดตา ไหลงาย ซงคา MFI เปนตวแปรสาคญในการนาพอลเมอรเบลนดไปขนรปดวยเครองมอชนดตางๆ จากการทดลองพบวาคา MFI ของ PLA อยท 6.93 g/10 min และคา MFI ของ

PP อยท 3.26 g/10 min เมอผสม PLA กบ PP ทอตราสวน 70/30 แบบ non reactive blend พบวา MFI มคา 4.10 g/10 min ซงเปนไปตามกฎการผสม สาหรบการทารแอกทพเบลนดสตร

PL70/PP30(p0.2) พบวา MFI เทากบ 23.48 g/10 min ซงเพมขนอยางมากเมอเทยบกบ non reactive

blend เนองจากการเตมเปอรออกไซดทาใหเกดปฏกรยาตดสายโซโมเลกลของ PP ในปฏกรยาฟรแรดดคล นาหนกโมเลกลของ PP ตาลง ค า MFI จ ง เพมสง ขน สาหรบสตร

PL70/PP30(p0.2/MA0.4) พบวา MFI เทากบ 18.34 g/10 min ซงมคาลดลงเมอเทยบกบสตรทเตมเปอรออกไซดเพยงอยางเดยว เนองจาก MA สามารถเกดการกราฟตกบสายโซโมเลกลของ PLA

และ PP ผานปฏกรยาฟรแรดดคลได สงผลใหปฏกรยาตดสายโซโมเลกลของ PP ลดลง คา MFI จงลดลงตาม สาหรบสตร PL70/PP30(p0.2/RI0.4) พบวา MFI เทากบ 13.31 g/10 min ซงมคาลดลงเมอเทยบกบสตร PL70/PP30(p0.2/MA0.4) เนองจาก RICON สามารถทาใหเกดกราฟตโคพอลเมอรขนในพอลเมอรเบลนด สงผลใหปฏกรยาตดสายโซโมเลกลของ PP ลดลง คา MFI จงลดลง

สาหรบสตร PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4) พบวาคา MFI เทากบ 12.00 g/10min ซงลดลงเลกนอยเมอเทยบกบสตร PL70/PP30(p0.2/RI0.4) เนองจากเกดการกราฟตของ MA บนสายโซพอลเมอรทง

0

5

10

15

20

25

MFI(g/10min)

PLA pure

PPpure


PL70/PP30(p0.2)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4)

PL70/PP30(p0.2/RI0.4)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

52

สองและการเกดกราฟตโคพอลเมอรโดย RICON สงผลใหการสลายตวของ PP ลดลง คา MFI จงลดลงดวย

. . สมบตเชงกล

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Modulus(MPa)

PLA pure

PP pure


PL70/PP30(p0.2)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4)

PL70/PP30(p0.2/RI0.4)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

a.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Tensile strength(MPa)

PLA pure

PP pure


PL70/PP30(p0.2)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4)

PL70/PP30(p0.2/RI0.4)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

b.

53

รปท 40 แสดงคา a. ยงกมอดลส b. Tensile strength c.เปอรเซนตการยดขาด d. ความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด PLA และ PP ทอตราสวน /

รปท แสดงคา a. ยงกมอดลส b. Tensile strength c.เปอรเซนตการยดขาด d.

ความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด PLA และ PP ทอตราสวน / รปท a. พบวาคามอดลสของ PLA เทากบ . MPa และคามอดลสของ PP เทากบ . MPa สาหรบคามอดลสของ PLA/PP(70/30) แบบ non reactive blend เทากบ . MPa จะเหนไดวามอดลสของพอลเมอรเบลนดเปนไปตามกฎการผสม สาหรบสตรรแอคทพเบลนดทมการเตม peroxide เปน

0

5

10

15

20

25

Elongation at break(%)

PLA pure

PP pure


PL70/PP30(p0.2)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4)

PL70/PP30(p0.2/RI0.4)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

c.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Impact Strength(kJ/m²)

PLA pure

PP pure


PL70/PP30(p0.2)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4)

PL70/PP30(p0.2/RI0.4)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

d.

54

ตวเรมปฏกรยาและ MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา พบวาคามอดลสใกลเคยงกบ non reactive

blend แสดงวาการยดตดระหวางเฟสทดขนระหวาง PLA กบ PP สาหรบรแอกทพเบลนดไมสงผลตอคามอดลสของพอลเมอรเบลนด รปท b. พบวาคา Tensile strength ของ PLA เทากบ .

MPa และคา Tensile strength ของ PP เทากบ . MPa สาหรบคามอดลสของ PLA/PP(70/30)

แบบ non reactive blend เทากบ . MPa จะเหนไดวา Tensile strength ของพอลเมอรเบลนดเปนไปตามกฎการผสม สาหรบสตรรแอคทพเบลนดทมการเตม peroxide เปนตวเรมปฏกรยาและ

MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา พบวาคา Tensile strength เพมสงขน เนองจากการยดตดระหวางเฟสทดขนระหวาง PLA กบ PP จงสามารถตานแรงดงไดมากขน รปท c. พบวา PLA ทมคาเปอรเซนตการยดขาดเทากบ 6.32 % และ PP มคาเปอรเซนตการยดขาดเทากบ 20.63 % สาหรบ

PLA/PP(70/30) non reactive blend มคาเปอรเซนตการยดขาดเทากบ 4.15 % ซงมคาตากวา PLA

และไมเปนไปตามกฎการผสม เนองจาก PP มขนาดอนภาคใหญ การกระจายตวไมสมาเสมอ ดงแสดงในสณฐานวทยารปท 6a. จงไมสามารถชวยเพมระยะยดได สาหรบสตรรแอคทพเบลนดทมการเตม peroxide เปนตวเรมปฏกรยาและ MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา พบวาคาเปอรเซนตการยดขาดใกลเคยงกบ non reactive blend แมวาขนาดอนภาคเฟสกระจาย PP จะเลกลงแตยงเลกไมพอทจะชวยเพมระยะยดได รปท d. พบวา PLA มคาความทนแรงกระแทกเทากบ . kJ/m2

และ PP มคาความทนแรงกระแทกเทากบ . kJ/m2 สาหรบสตร PLA/PP(70/30) แบบ non

reactive blend มคาความทนแรงกระแทกเทากบ . kJ/m2 ซงมคาตากวา PLA และไมเปนไปตามกฎการผสม เนองจาก PP มขนาดอนภาคใหญ การกระจายตวไมสมาเสมอ ดงแสดงในสณฐานวทยารปท 6a. ทาใหการถายเทพลงงานจากการกระแทกไมด สาหรบสตรรแอคทพเบลนดทมการเตม peroxide เปนตวเรมปฏกรยาและ MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา พบวาคาเปอรเซนตการยดขาดสงกวา non reactive blend เลกนอย โดยเฉพาะสตร PL70/PP30(per0.2/MA0.4/RI0.4) ทมขนาดอนภาคเฟสกระจาย PP ขนาดเลก การกระจายตวสมาเสมอ ดงแสดงในสณฐานวทยารปท

6e. จงเปนการเพมพนทผวในการถายเทพลงงานจากการกระแทก ทาใหคาความทนแรงกระแทกสงกวาสตรอน

ดงนนสาหรบการทดลองในตอนตอไปจงเลอกทารแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดเปนตวเรมปฏกรยาและม MA กบ RICON ทงสองตวเปนตวรวมปฏกรยาเนองจากใหสณฐานวทยา สมบตการไหลและคาความทนแรงกระแทกทดทสด

55

. ศกษาผลของสดสวน PP ในพอลเมอรเบลนดตอความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและสมบตเชงกลของ PLA/PP เบลนด

ในหวขอนทาการเบลนด PLA กบ PP ทอตราสวน / และ / โดยนาหนก ในเครอง

Internal mixer โดยตองการเปรยบเทยบความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและสมบตเชงกลกบสดสวน PLA /PP(70/30) ทไดจากตอนท ทกอตราสวนเปนการทารแอกทพเบลนดโดยเตมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr กบ MA และ RICON ปรมาณ . phr


รปท 41 แสดงสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA กบ PP ทสดสวนตางๆทกาลงขยาย เทา (100ไมครอน) และ เทา ( ไมครอน)

a. PL70/PP30 (p0.2/MA0.4/RI0.4)b. PL60/PP40 (p0.2/MA0.4/RI0.4)

c. PL50/PP50 (p0.2/MA0.4/RI0.4)

a.

c.

b.

10

10

กบ PP ทสด

10

100

100

เครอง SEM ข)

100

56

รปท 41 แสดงสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA กบ PP ทอตราสวน / , 60/40 และ 50/50 ทกสดสวนเปนการทารแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr และ MA กบ RICON ปรมาณ . phr พบวา เมอเพมปรมาณ PP อนภาคของเฟสกระจาย PP มขนาดใหญขน เนองจากอนภาคเฟสกระจาย PP เกดการรวมตวกนเอง

4.2.2 การทดสอบการละลาย

รปท 42 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนด

PLA/PP สดสวนตางๆ

a. PL70/PP30 (p0.2/MA0.4/RI0.4) b. PL60/PP40 (p0.2/MA0.4/RI0.4)

c. PL50/PP50 (p0.2/MA0.4/RI0.4)

รปท แสดงผลการทดสอบ Molau Test ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP ทอตราสวน / , 60/40 และ 50/50 ทกสดสวนเปนการทารแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr และ MA กบ RICON ปรมาณ . phr พบวาเมอเพมปรมาณ PP สารละลายมความขนลดลง แสดงวาปรมาณกราฟตโคพอลเมอรลดลง เมอเตม PP ปรมาณ % พบวาสารละลายใส มสวนของ PP ทไมละลายคงรปเปนกอน แสดงวาเกดเฟสตอเนองรวมระหวาง PLA กบ PP เมอทาการละลาย PLA ออกไปแลวยงคงเหลอเฟสตอเนอง PP ทยงคงรปรางลอยอยดานบน

a. b. c.

57


รปท 43 แสดงคา HDT ของพอลเมอรผสม PLA กบ PP ทสดสวนตางๆ

รปท 43 แสดงคา HDT ของพอลเมอรผสม PLA กบ PP ทอตราสวน / , 60/40

และ 50/50 ทกสดสวนเปนการทารแอกทพเบลนดโดยเตมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr และ MA

กบ RICON ปรมาณ . phr พบวาเมอเพมปรมาณ PP คา HDT เพมสงขน เนองจากมปรมาณอนภาคแขงเพมขนและทสดสวน PP % เกดเปนเฟสตอเนองรวมซงชวยในเรองของการคงรปได

คา HDT จงยกขนสงจากกรณเตม PP 40% ประมาณ oC


รปท 44 แสดงคา MFI ของพอลเมอรผสม PLA กบ PP ทสดสวนตางๆ

รปท 44 แสดงคา MFI ของพอลเมอรผสม PLA กบ PP ทอตราสวน / , 60/40

และ 50/50 ทกสดสวนเปนการทารแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr และ MA กบ

RICON ปรมาณ . phr พบวาคา MFI ลดลงเลกนอยเมอปรมาณ PP ในพอลเมอรเบลนดเพมสงขน

เนองจาก PP มความหนดสง เมอเตมในสดสวนทสงขนยอมเปนการเพมความหนดของพอลเมอร

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

HDT(°C)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL50/PP50(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

0

2

4

6

8

10

12

14

MFI(g/10min)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL50/PP50(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

58

เบลนด แตยงคงมผลของปฏกรยาการตดสายโซโมเลกลของ PP กบ PLA อยดวยจงทาใหคา MFI

ลดลงไมมาก


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Modulus(MPa)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL50/PP50(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

a.

0

10

20

30

40

50

60


PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL50/PP50(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

b.

59

รปท 45 แสดงคา a. ยงกมอดลส b. Tensile strength c. เปอรเซนตการยดขาด d. ความทนแรงกระแทก ของพอลเมอรผสม PLA กบ PP ทสดสวนตางๆ

รปท แสดงคายงกมอดลส Tensile strength เปอรเซนตการยดขาดและความทนแรงกระแทกของพอลเมอรผสม PLA กบ PP ทอตราสวน / , 60/40 และ 50/50 ทกสดสวนเปนการทารแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr และ MA กบ RICON ปรมาณ . phr

รปท a. พบวาทสดสวน PLA70/PP30, PLA60/PP40 และ PLA50/PP50 มคามอดลสเทากบ

. , 1055.67 และ 1038.65 MPa ตามลาดบ เมอสดสวน PP เพมขน คามอดลสมคาตาลง ซงเปนปกตของการผสม รปท a. พบวาทสดสวน PLA70/PP30, PLA60/PP40 และ PLA50/PP50 ม

0

1

2

3

4

5

6

7


PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL50/PP50(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

c.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Impact strength(kJ/m²)

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL50/PP50(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

d.

60

คา Tensile strength เทากบ . , 43.16 และ 38.44 MPa ตามลาดบ เมอสดสวน PP เพมขน คา

Tensile strength มคาตาลง ซงเปนปกตของการผสม รปท c. พบวาทสดสวน PLA70/PP30,

PLA60/PP40 และ PLA50/PP50 มคาเปอรเซนตการยดขาดตาเทากบ . , . และ 3.96%

ตามลาดบ การลดลงของคาเปอรเซนตการยดขาดเมอสดสวน PP เพมขน เนองมาจากขนาดอนภาคของเฟสกระจาย PP ทใหญขน ดงสณฐานวทยาทแสดงในรป ซงเดมทสดสวน PLA70/PP30

ขนาดอนภาคของเฟสกระจาย PP กยงเลกไมพอทจะเพมคาเปรเซนตการยดขาดอยแลว ดงนนการเพมปรมาณ PP สงผลใหขนาดอนภาคของ PP ใหญขนจงยอมสงผลใหคาเปอรเซนตการยดขาดตาลง รปท d. พบวาทสดสวน PLA70/PP30, PLA60/PP40 และ PLA50/PP50 มคาความทนแรงกระแทกเทากบ . , . และ . kJ/m2 ตามลาดบ การลดลงของคาความทนแรงกระแทกเมอสดสวน PP เพมขน เนองมาจากขนาดอนภาคของเฟสกระจาย PP ทใหญขน ดงสณฐานวทยาทแสดงในรป ทาใหพนทผวในการถายเทพลงงานจากการกระแทกลดลง คาความทนแรงกระแทกจงลดลงดวย

61

. ศกษาผลของการเตม EVA ตอความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและสมบตเชงกลของ PLA/PP เบลนด

ในหวขอนไดทาการเบลนด PLA กบ PP โดยมการเตม EVA ซงเปนพอลเมอรทมสมบตคลายยางมความทนแรงกระแทกและเปอรเซนตการยดขาดสงเขาไปในพอลเมอรเบลนด เพอเพมความทนแรงกระแทกและเปอรเซนตการยดขาด โดยผสมเขากนในเครอง Internal mixer แบบรแอกทพเบลนดซงมเปอรออกไซด (perkadox) เปนตวเรมปฏกรยาปรมาณ . phr และม MA

ปรมาณ . phr กบ RICON ปรมาณ . phr เปนตวรวมปฏกรยา โดยตองการเปรยบเทยบความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและสมบตเชงกลกบกรณทยงไมมการเตม EVA


b.

a.

c.

100

100

100

10

10

10

62

รปท 46 แสดงสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวนตางๆ ทกาลงขยาย เทา (100 ไมครอน) และ เทา ( ไมครอน)

a. PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4) b. PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

c. PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4) d. PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

รปท 46 แสดงสณฐานวทยาจากเครอง SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA

ทสดสวน EVA 3, 6 และ 9% ดวยกระบวนการรแอกทพเบลนด โดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2

phr เปนตวเรมปฏกรยาและ MA ปรมาณ . phr กบ RICON ปรมาณ . phr เปนตวรวมปฏกรยาทกาลงขยาย เทา (100 ไมครอน) และ เทา ( ไมครอน) พบวาการเตม EVA ปรมาณ 3%, 6

และ 9% ตามลาดบ ทาใหความเขากนไดของพอลเมอรเบลนดเพมขนเมอเทยบกบกรณทไมไดเตม

EVA สงเกตไดจากการยดตดระหวางเฟสทดขน แสดงวา EVA เปรยบเสมอนสารเพมความเขากนไดระหวาง PLA กบ PP


รปท 47 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนดPLA/PP/EVA ทสดสวนตางๆ

a. PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4) b. PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

c. PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4) d. PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

d.

a. b. c. d.

เครอง SEM ขน) และ

100

/PP/EVA ทส

10

63

รปท แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน EVA 3, 6 และ 9% ดวยกระบวนการรแอกทพเบลนดโดยเตมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr เปนตวเรมปฏกรยาและ MA ปรมาณ . phr กบ RICON

ปรมาณ . phr เปนตวรวมปฏกรยา โดยตวทาละลาย คอ Dichloromethane พบวาการเตม EVA ในปรมาณทสงขนทาใหสารละลายมความขนมากขน แสดงวามสวนของกราฟตโคพอลเมอรเพมขนทาใหพอลเมอรเขากนไดดขน ซงสอดคลองกบสณฐานวทยาดงรปท อกทงสตรทมการเตม EVA

ยงมสวนของ PP ทไมละลายคงรปเปนกอน แสดงวาเกดเฟสตอเนองรวมระหวาง PLA กบ PP เมอทาการละลาย PLA ออกไปแลวยงคงเหลอเฟสตอเนองของ PP ทยงคงรปรางลอยอยดานบน แตสวนของ PP ทไมละลายมปรมาณลดลงเมอเตม EVA เพมขน แสดงวากราฟตโคพอลเมอรทเพมขนทาใหการเกดเฟสตอเนองของ PP ลดลง


รปท 48 แสดงคา HDT ของพอลเมอรผสม PLA/PP/EVA ทสดสวนตางๆ

จากรปท 48 แสดงคา HDT ของพอลเมอรผสม PLA/PP/EVA ทสดสวน EVA 3, 6

และ 9% ดวยกระบวนการรแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr เปนตวเรมปฏกรยาและ MA ปรมาณ . phr กบ RICON ปรมาณ . phr เปนตวรวมปฏกรยา พบวากรณทยงไมไดเตม EVA ทมคา HDT เทากบ . oC เมอเตม EVA สดสวน % พบวาคา HDT ของพอลเมอรเบลนดมคาเทากบ . oC ซงใกลเคยงกบกรณทยงไมไดเตม EVA แสดงวาการเตม EVA ในปรมาณนอยไสงผลกระทบตอคา HDT เมอเตม EVA ในสดสวนทเพมสงขนเปน 6 และ 9%

ตามลาดบ คา HDT ลดลงเปน . และ . oC ตามลาดบ เนองจากการเตม EVA ในปรมาณทสงขนสงผลใหการเกดเฟสตอเนองของ PP ลดลง ทาใหเสยรปไดงาย คา HDT จงมลดลงดวย

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

HDT(°C)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

64


รปท 49 แสดงคา MFI ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวนตางๆ

รปท 49 แสดงคา MFI ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวน EVA 3, 6

และ 9% ดวยกระบวนการรแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr เปนตวเรมปฏกรยาและ MA ปรมาณ . phr กบ RICON ปรมาณ . phr เปนตวรวมปฏกรยา พบวาเมอเตม EVA เขาไปในพอลเมอรเบลนด (PLA/PP) ทสดสวน %, 6% และ 9 % คา MFI มคาใกลเคยงกบกรณทยงไมไดเตม EVA เนองจาก EVA ทเตมเขาไปในพอลเมอรเบลนดมปรมาณนอยจงไมสงผลตอความหนดของพอลเมอรเบลนด


0

2

4

6

8

10

12

MFI(g/10min)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Modulus(MPa)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

a.

65

0

10

20

30

40

50

60Tensile strength(MPa)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

b.

0

2

4

6

8

10

12

14


PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

c.

66

รปท 50 แสดงคา a. ยงกมอดลส b. Tensile strength c. เปอรเซนตการยดขาด d. ความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวนตางๆ

รปท 50 แสดงคายงกมอดลส Tensile strength เปอรเซนตการยดขาด และความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด (PLA/PP/EVA) ทสดสวน EVA 3, 6 และ 9% ดวยกระบวนการรแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr เปนตวเรมปฏกรยาและ MA ปรมาณ . phr

กบ RICON ปรมาณ . phr เปนตวรวมปฏกรยา รปท a. พบวา เมอเตม EVA ปรมาณ , 6 และ

9% คามอดลสของพอลเมอรเบลนดลดลงตามลาดบและการลดลงมาก แสดงวา EVA ทเตมเขาไปทาหนาทเปน plasticizer ทาใหพอลเมอรมความออนตวมากขน รปท b. พบวา เมอเตม EVA

ปรมาณ , 6 และ 9% คา Tensile strength ของพอลเมอรเบลนดลดลงตามลาดบ เนองจาก EVA ทเตมเขาไปทาหนาทเปน plasticizer ทาใหพอลเมอรทนแรงดงไดนอยลง รปท 50 c. พบวา เมอเตม

EVA ปรมาณ , 6 และ 9% คาเปอรเซนตการยดขาดมคาเพมขนตามลาดบ เนองจาก EVA ทเตมเขาไปทาหนาทเปน plasticizer ทาใหพอลเมอรเบลนดมความออนตวมากขนจงสามารถยดออกไดดขน

รปท 50d. พบวา เมอเตม EVA ปรมาณ , 6 และ 9% คาความทนแรงกระแทกเพมขนตามลาดบ

เนองจาก EVA ชวยใหพอลเมอรเบลนดมการยดตดระหวางเฟสทดจงชวยใหการถายเทพลงงานจากการกระแทกดขน อกทง EVA ยงทาหนาทเปน plasticizer จงชวยรบพลงงานจากการกระแทกไดดวย

0

1

2

3

4

5

6

Impact strength(kJ/m2)

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)

d.

67

. ศกษาผลของกระบวนใน Twin screw extruder ตอความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและสมบตเชงกลของ PLA/PP/EVA เบลนด

ในหวขอนไดทาการเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวน EVA 3, 6 และ 9% โดยผสมเขากนโดยการทารแอกทพเบลนดซงมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr เปนตวเรมปฏกรยาและ MA ปรมาณ

. phr กบ RICON ปรมาณ . phr เปนตวรวมปฏกรยาในเครอง Twin screw extruder โดยตองการศกษาความเขากนได สมบตทางความรอน สมบตการไหลและสมบตเชงกลของพอลเมอรเบลนดทได


a. b.

c. d.

10 10

10 10

68

รปท 51 แสดงสณฐานวทยา SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง Internal mixer และเครอง Twin screw extruder ซงจะมสญลกษณ T กากบไวดานทายสตร ทกาลงขยาย เทา ( ไมครอน)

a. PL57/PP40/EVA3(p0.2/MA0.4/RI0.4) b. PL57/PP40/EVA3(p0.2/MA0.4/RI0.4)T

c. PL54/PP40/EVA6(p0.2/MA0.4/RI0.4) d. PL54/PP40/EVA6(p0.2/MA0.4/RI0.4)T

e. PL51/PP40/EVA9(p0.2/MA0.4/RI0.4) f. PL51/PP40/EVA9(p0.2/MA0.4/RI0.4)T

รปท 51 แสดงสณฐานวทยา SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวนEVA 3, 6 และ 9% เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง Internal mixer และเครอง Twin screw

extruder ทกาลงขยาย เทา ( ไมครอน) รปท a.เปนการผสมใน Internal mixer ทสดสวนEVA 3% รปท 52 b. เปนการผสมใน Twin screw extruder ทสดสวน EVA 3% พบวาการผสมในInternal mixer ใหสณฐานวทยาดกวา Twin screw extruder สงเกตไดจากการยดตดระหวางเฟสทดกวาและมองไมเหนรอยตอระหวางเฟส เนองจากระยะเวลาในการผสมทนานกวาของ Internal

mixer ประมาณ นาท สวนของ Twin screw extruder ประมาณ นาท ทาใหสณฐานวทยาของ

Internal mixer ดกวา รปท c. และ e. เปนการผสมใน Internal mixer ทสดสวน EVA % และ %

รปท 52 d. และ f. เปนการผสมใน Twin screw extruder ทสดสวน EVA 6% และ % พบวาทงสองระบบใหการยดตดระหวางเฟสทดเหมอนกน แสดงวาการผสมใน Twin screw extruder ตองม

EVA ในปรมาณทสงขนเพอใหพอลเมอรเบลนดเขากนไดดในระยะเวลาทสนลง

e. f.

ทยา SEM ข

10

เปรปป ยบเทยบ

10

69


รปท 52 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนดPLA/PP/EVA ทสดสวน EVA 3, 6 และ 9% เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง Internal mixer

และเครอง Twin screw extruder ซงจะมสญลกษณ T กากบไวดานทายสตร

a. PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4) b. PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T

c. PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4) d. PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T

e. PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4) f. PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T

รปท 52 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวน EVA 3, 6 และ 9% เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง Internal mixer และเครอง Twin screw extruder พบวารปท a., c. และ e. ซงเปนการผสม

a. b.

c. d.

e. f.

70

ในเครอง Internal mixer ทอตราสวน EVA 3, 6 และ 9% ตามลาดบ พบวา สารละลายขนทแสดงถงกราฟตโคพอลเมอรแขวนลอยในสารละลายและมสวนของเฟสตอเนอง PP ทไมละลายลอยอยดานบน รปท b., d. และ f. เปนการผสมในเครอง Twin screw extruder ทสดสวน EVA 3, 6 และ

9% ตามลาดบ พบวา สารละลายใส มสวนของเฟสตอเนอง PP ทไมละลายลอยอยดานบนปรมาณมาก :ดงนนการผสมโดยกระบวนการทงสองเกดเฟสตอเนองรวมเหมอนกนแตการผสมใน Twin

screw extruder เกดไดดกวา . . การทดสอบสมบตทางความรอนดวยเครองทดสอบ HDT

รปท 53 แสดงคา HDT ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง

Internal mixer และเครอง Twin screw extruder

รปท แสดงคา HDT ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวน EVA 3, 6

และ 9% เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง Internal mixer และเครอง Twin screw extruderโดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr เปนตวเรมปฏกรยาและ MA ปรมาณ . phr กบ RICON ปรมาณ

. phr เปนตวรวมปฏกรยา พบวา การผสมใน Twin screw extruder ใหคา HDT สงกวา การผสมใน Internal mixer เนองจากการผสมในเครอง Twin screw extruder มเฟสตอเนองของ PP มากกวาการผสมใน Internal mixer จงทาใหชวยในเรองของการคงรปไดดกวา

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

PL57/PP40/EVA3(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/MA0.4/RI0.4)

HDT(°C)

internal mixer

twin screw extruder

71


รปท 54 แสดงคา MFI ของพอลเมอรผสม PLA/PP/EVA เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง

Internal mixer และเครอง Twin screw extruder

รปท 54 แสดงคา MFI ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวน EVA 3, 6

และ 9% เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง internal mixer และเครอง Twin screw extruder โดยมเปอรออกไซดปรมาณ 0.2 phr เปนตวเรมปฏกรยาและ MA ปรมาณ . phr กบ RICON ปรมาณ

. phr เปนตวรวมปฏกรยา พบวาสาหรบการผสมใน Internal mixer ใหคา MFI เทากบ 11.38,

10.49 และ 11.2 g/10min ตามลาดบ และเมอผสมในเครอง Twin screw extruder คา MFI ลดลงเปน . , 4.14 และ . g/10min ตามลาดบ การลดลงของ MFI สาหรบการผสมใน Twin screw

extruder เนองจาก Twin screw extruder ใชเวลาในการผสมนอยกวา Internal mixer จงทาใหการสลายตวของ PP และ PLA ลดลง

0

2

4

6

8

10

12

PL57/PP40/EVA3(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/MA0.4/RI0.4)

MFI(g/10min)

internal mixer

twin screw extruder

72


0

200

400

600

800

1000

1200

PL57/PP40/EVA3(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/MA0.4/RI0.4)

Modulus(Mpa)

internal mixer

twin screw extruder

a.

0

10

20

30

40

50

60

PL57/PP40/EVA3(p0.2/MA0.4/RI0.4)T

PL54/PP40/EVA6(p0.2/MA0.4/RI0.4)T

PL51/PP40/EVA9(p0.2/MA0.4/RI0.4)T


internal mixer

twin screw extruder

b.

73

รปท 55 แสดงคา a. ยงกมอดลส b. Tensile strength c. เปอรเซนตการยดขาด d. ความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน EVA 3, 6 และ 9% เปรยบเทยบระหวางการผสมในเครอง Internal mixer และเครอง Twin screw extruder

จากรปท แสดงคายงกมอดลส Tensile strength เปอรเซนตการยดขาดและความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน EVA 3, 6 และ 9% เปรยบเทยบ

0

2

4

6

8

10

12

14

PL57/PP40/EVA3(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/MA0.4/RI0.4)


internal mixer

twin screw extruder

c.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

PL57/PP40/EVA3(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL54/PP40/EVA6(p0.2/MA0.4/RI0.4)

PL51/PP40/EVA9(p0.2/MA0.4/RI0.4)

Impact strength(kJ/m²)

internal mixer

twin screw extruder

d.

74

ระหวางการผสมในเครอง Internal mixer และ Twin screw extruder โดยมเปอรออกไซดปรมาณ

0.2 phr เปนตวเรมปฏกรยาและ MA ปรมาณ . phr กบ RICON ปรมาณ . phr เปนตวรวมปฏกรยา รปท a. พบวาคามอดลสของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ใน Twin screw extruder มคาใกลเคยงกบใน Internal mixer รปท b. พบวาคา Tensile strength ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ของการผสมใน Twin screw extruder มคาตากวาการผสมใน Internal mixer

เนองจากมปรมาณของเฟสตอเนอง PP มากกวาจงทาใหทนแรงดงไดลดลง รปท c. พบวาคาเปอรเซนตการยดขาดของการเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน EVA 3% และ 6% ใน Internal

mixer มคาใกลเคยงกบการผสมใน Twin screw extruder แตทอตราสวน EVA 9% ใน Internal

mixer มคาเปอรเซนตการยดขาดสงกวาใน Twin screw extruder เนองจากการผสมใน Twin screw

extruder มปรมาณของเฟสตอเนอง PP มากกวาจงคงรปรางไดดกวาสงผลใหการยดขาดนอยกวา รปท d. พบวาคาความทนแรงกระแทกของการเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน EVA 3, 6 และ

9% ใน Internal mixer มคาใกลเคยงกบการผสมใน Twin screw extruder มการครอสลงมากกวาการผสมใน Internal mixer

75

บทท 5

สรปผลการทดลอง

สาหรบตอนท ของงานวจยนไดทาการเบลนด PLA/PP ทอตราสวน / โดยนาหนกในเครอง Internal mixer โดยตองการเปรยบเทยบการทารแอกทพเบลนดกบ non reactive blend

การทารแอกทพเบลนดโดยมเปอรออกไซดเปนตวเรมปฏกรยาและ MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา พบวาใหความเขากนไดของพอลเมอรเบลนดดกวา non reactive blend โดยสงเกตไดจากขนาดอนภาค PP เฟสกระจายของรแอกทพเบลนดมขนาดอนภาค ไมครอนซงเลกกวาขนาดอนภาคของ PP ของ non reactive blend ทมขนาด ไมครอน ในกรณรแอกทพเบลนดมการกระจายตวของอนภาค PP ทสมาเสมอและมการยดตดระหวางเฟสดกวาฟสกคลเบลนด ปกตอณหภมคงรปของ PLA หรอคา HDT มเทากบ . oC เมอเบลนด PLA กบ PP ในสดสวน

PLA/PP(70/30) แบบ non reactive blend คา HDT เพมขนเลกนอยเปน . oC การเพมขนของคา HDT เกดจากการมอนภาคแขงของ PP สาหรบการเบลนดในสดสวนเทากนแบบรแอกทพเบลนด พบวาคา HDT มคาใกลเคยงกบ non reactive blend ปกต PLA มคาความทนแรงกระแทกประมาณ

. kJ/m2 เมอทา non reactive blend PLA กบ PP ในสดสวน PLA/PP(70/30) พบวาพอลเมอรเบลนดมคาความทนแรงกระแทกลดลงเหลอ . kJ/m2 และเมอทารแอกทพเบลนดมพบวามคาความทนแรงกระแทกเพมขนเปน . kJ/m2หรอรแอกทพเบลนดสามารถเพมคาความทนแรงกระแทกเลกนอยเมอเทยบกบ PLA แตเพมขนมากเมอเทยบกบกรณ non reactive blend การเพมขนนนาจะเกดจากความเขากนไดของ PLA กบ PP ทดในระบบรแอกทพเบลนด พนทผวสมผสระหวางเฟสมากขน การยดตดระหวางเฟสทดทาใหสามารถการถายเทพลงงานระหวางเฟสในขณะเกดการกระแทกไดดขน

ตอนท 2 ของงานวจยนไดทาการเบลนด PLA/PP ทอตราสวน 60/40 และ 50/50 โดยนาหนกโดยกระบวนการรแอกทพเบลนด ในเครอง Internal mixer เพอศกษาคา HDT ของพอลเมอรเบลนดเมอมการเพมสดสวนของ PP พบวาทสดสวน 60/40 คา HDT เพมขนเปน . oC และทสดสวน / คา HDT เพมขนเปน . oC คา HDT ทเพมขนเกดจากการม PP ทสดสวนทสงขน

มาจากการมสดสวนอนภาคแขงเพมขน ทสดสวน / เกดเปนเฟสตอเนองรวม PP โดยบางสวนของ PP เปนเฟสตอเนองจงสงผลใหคา HDT เพมขน สาหรบคาความทนแรงกระแทกทสดสวน

60/40 และ 50/50 มคาเทากบ . kJ/m2 และ . kJ/m2 ตามลาดบ จะเหนการลดลงของคาความทนแรงกระแทกของพอลเมอร PLA/PP เบลนดเมอมการเพมสดสวนของ PP เนองจากขนาดอนภาค

76

PP ทใหญขน พนทผวสมผสระหสางเฟสทงสองลดลง การถายเทพลงงานจากการกระแทกจงลดลงดวย

ตอนท 3 ของงานวจยนไดทาการเบลนด PLA/PP มการเตมเฟสยาง EVA รแอกทพเบลนดโดยมสดสวน PLA/PP/EVA เปน 57/40/3, 54/40/6 และ 51/40/9 โดยนาหนก เพอเพมคาความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนด สณฐานวทยาของ PLA/PP เบลนดในกรณทเตม EVA เขาไป

3%, 6% และ 9% สงเกตเหนการยดตดระหวาง PLA/PP เฟสทด ดงนนการเตม EVA เสมอนเปนสารเพมความเขากนได ชวยเพมแรงยดตดระหวางเฟสทาใหความเขากนไดของ PLA กบ PP

เพมขน คาความทนแรงกระแทกของ PLA/PP เบลนด เมอมการเตม EVA 3%, 6% และ 9% มคาเพมขนตามลาดบ เนองจากเฟสยาง EVA ชวยในการรบแรงกระแทกไดด อกทง EVA ยงเพมความเขากนไดของ PLA กบ PP ในระบบรแอกทพเบลนดสงผลใหการถายเทพลงงานจากการแรงกระแทกดขน สาหรบคา HDT พบวา กรณทยงไมมการเตม EVA คา HDT เทากบ 65.7 oC เมอเตม

EVA ในสดสวน 3%, 6% และ 9% คา HDT เปน . , . และ . oC ตามลาดบ การเพมปรมาณ EVA สงผลใหคาHDT ลดลง อยางไรกตามการเตม EVA ในปรมาณเพยงเลกนอย 3% ยงไมสงผลตอคา HDT มากนก

สาหรบตอนท 4 ของงานวจยไดทาการเบลนด PLA/PP/EVA ทสดสวน 57/40/3, 54/40/6

และ 51/40/9 โดยนาหนกใน Twin screw extruder ดวยกระบวนการรแอกทพเบลนด โดยตองการเปรยบเทยบผลของการเบลนดใน Twin screw extruder กบการเบลนดใน Internal mixer พบวาทอตราสวน 57/40/3 ใน Twin screw extruder รอยตอระหวางเฟสยงไมดเทาการเบลนดใน Internal

mixer ทสดสวน 54/40/6 และ 51/40/9 ใน Twin screw extruder ใหสณฐานวทยาทใกลเคยงกบในInternal mixer การเบลนดใน Internal mixer ทสดสวน 57/40/3, 54/40/6 และ 51/40/9 มคา HDT

เทากบ . , 64.0 และ . oC ตามลาดบ แตเมอเบลนดใน Twin screw extruder คา HDT เพมเปน

. , 74.9 และ . oC ตามลาดบ เกดจากการมเฟสตอเนองของ PP ในปรมาณมากขน สาหรบคาความทนแรงกระแทกของการเบลนดใน Internal mixer มคาใกลเคยงกบการเบลนดใน Twin screw

extruder

จากผลการทดลองทงหมดของงานวจยพบวา สามารถเพมคา HDT และคาความทนแรงกระแทกของ PLA ไดโดยการเบลนด PLA กบ PP และ EVA โดยกระบวนการรแอกทพเบลนดซงสอดคล อ ง กบ ว ต ถ ป ร ะส ง ค ข อ ง ง าน ว จ ย ส า ห รบ ส ต ร ท ด ท ส ด ขอ ง ง าน ว จ ย น ค อ

PLA54/PP40/EVA6(per0.2/ MA0.4/RI0.4) ซงผสมใน Twin screw extruder ใหคา HDT เทากบ

74.9 oC ซงสงกวาคา HDT ของ PLA บรสทธอย 19.1oC หรอ 34.23 % และใหคาความทนแรงกระแทกเทากบ 2.43 kJ/m2 ซงสงกวาคาความทนแรงกระแทกของ PLA บรสทธอย 0.36 kJ/m2 หรอ

77

17.39 % แตผลทไดยงไมเปนทนาพอใจเนองจากสามารถเพมคา HDT และคาความทนแรงกระแทกของ PLA ไดเพยงเลกนอยเทานนจงทาใหพอลเมอรเบลนดทไดยงมขอจากดในการนาไปใชงาน

เนองจากPLA เปนพอลเมอรทตกผลกนอยและตกผลกชา ทาใหคา HDT ตาและมคาใกลเคยงกบ Tg

ถาสามารถทาให PLA มปรมาณผลกสงจะสงผลใหคา HDT สงขนและเกน 100 oCซงเปนผลดตอการนาไปใชงาน ดงนนกระบวนการทเหมาะสมควรเปนการเตมสารเรงการตกผลกใหเรวและเพมปรมาณผลกของ PLA ใหสงจนคา HDT เกน 100 oC

78

รายการอางอง NOLAN-ITU Pty Ltd, Environment Australia Biodegradable Plastics-Developments and

Environmental Impacts(Victoria Australia, 2002), 1-52.

Lin Xiao, Bo Wang, Guang Yang and Mario Gauthier. “Poly(Lactic Acid)-Based Biomaterials:

Synthesis, Modification and Applications.” Biomedical Science, Engineering and

Technology,(January, 2012): 247-282.

สมฤทย บญยง, “พฤตกรรมการตกผลกของพอลแลกตกแอสดคอมโพสท” (ปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมพอลเมอร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร , 2552),

7-11.

M.Żenkiewicz, P.Rytlewski, and R.Malinowski.“Compositional, physical and chemical

modification of polylactide.”Journal of Achievements in Materials and

Manufacturing Engineering 43, 1(November 2010): 192-199.

Oliver Wolf. “Techno-economic Feasibility of Large-scale Production of Bio-based

Polymers in Europe.”EUROPEAN COMMISSION, ( December 2005): 1-255.

ธงศกด แกวประกอบ, “อทธพลของยางธรรมชาตอพอกซไดซทมผลตอการหดตวดวยความรอนและสมบตเชงกลของพอลเอทลนไวนลอะซเตต” (ปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวทยาศาสตรและเทคโนโลยพอลเมอร มหาวทยาลยสงขลานครนทร, 2551), 7-9.

SCG chemicals. “Product Description PP-P600F”

NatureWorks LLC product. “Biopolymer PLA-2003D Technical Data Sheet”

Norman E, Clough, “Thermodynamics of Ethylene-VinylAcetate CopolymerBlends.” (Ph.D.

Philosophy, fulfilment of the regulations, University of Durhamin, 1994), 1-39.

วชรนทร หยตง, ธรณ ศ นาวาร ตน, สมบ ต พ ทธจกรและ มนส แซดาน. “สมบตเชงกลของพอลเมอรผสมระหวางพอลโพรไพลนและพอลเอทธลน”วารสารวจยและพฒนา มจธ.31, 2

(เมษายน-มถนายน 2551): - .

Seung Hyuk Kim, Tae Kyung No, Hyun Sup Lee. “A study to improve processibility and

mechanical properties of stereocomplex Polylactic acid(sc-PLA).” Paper present at the 9th

International Conference on Fracture & Strength of Solids, Jeju, Korea, June 9-13, 2013.

H.S. Lee, J.D. Kim. “Effect of Hybrid Compatibilizers on mechanical property of ternary blend

with Polypropylene, Poly (lactic acid) and Toughening modifier.” Paper present at The

18TH International Conferrence on Composite Materials, Jeju, August 21-26, 2011.

79

MASUD S. HUDA et al. “Mechanical and Thermo-mechanical Studies of Poly (lactic acid)

PLA/Talc/Recycled Newspaper Fiber Hybrid Composites.” Paper for Global

Environmental Conference (GPEC 2005), 455-457. Atlanta, Georgia, USA February

23-25, 2006.

Mohd Bijarimi, Sahrim Ahmad, Rozaidi Rasid. “Mechanical, Thermal and Morphological

Properties of PLA/PP Melt Blends.” International Conference on Agriculture,

Chemical and Environmental Sciences (ICACES'2012), 115-117. Dubai (UAE),

October 6-7, 2012.

Suprakas Sinha Ray et al. “New polylactide-layered silicate nanocomposites. 2. Concurrent

improvements of material properties, biodegradability and melt rheology.”Polymer, No

44 (2003): 857–866.

Jin-San Yoon et al. “Thermal and mechanical properties of poly(l-lactic acid)–poly (ethyleneco-

vinyl acetate) blends.” Polymer, No 40 (1999): 2303–2312.

Maria-Beatrice Coltellia, Simona Bronco, Carlos Chinea. “The effect of free radical reactions on

structure and properties of poly(lactic acid) (PLA) based blends.” Polymer Degradation

and Stability, No 95 (2010): 332-341.

Meihua Liu et al. “The effects of gamma-irradiation on the structure, thermal resistance and

mechanical properties of the PLA/EVOH blends.” Nuclear Instruments and Methods

in Physics Research B, No 274 (2012): 139–144.

Kelly S. Anderson, Marc A. Hillmyer. “The influence of block copolymer microstructure on the

toughness of compatibilized polylactide/polyethylene blends.” Polymer, NO 45 (2004):

8809–8823.

I.Moura et al. “Synthesis of EVA-g-PLA copolymers using transesterification reactions.”

Materials Chemistry and Physics, No 134 (2012): 103–110.

Chih-Chun Teng et al. “Mechanical and thermal properties of polylactide-grafted vapor-grown

carbon nanofiber/polylactide nanocomposites.”Composites: Part A, No 42 (2011): 928–

934.

80

ภาคผนวก

81

ภาคผนวก ก

ผลการทดลองทเกยวของกบงานวจย

82

83

รปท 56 แสดงผลการทดสอบ Molau Test ในตวทาละลาย Dichloromethane ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน / / โดยใช peroxide เปนตวเรมปฏกรยาและ MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา

84

85

รปท 57 แสดงสณฐานวทยาจาก SEM ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน / /

โดยใช peroxide เปนตวเรมปฏกรยาและ MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา ทกาลงขยาย เทา (100ไมครอน) , เทา ( ไมครอน)และ เทา( ไมครอน)

ตารางท 15 แสดงผลการทดสอบ MFI ของพอลเมอรเบลนด PLA/PP/EVA ทอตราสวน / /

โดยใช peroxide เปนตวเรมปฏกรยาและ MA กบ RICON เปนตวรวมปฏกรยา สตร MFI(g/10min)

Non reactive blend .

p0.1 12.58

p0.2 12.53

p0.2/MA0.2 11.30

p0.2/MA0.4 10.67

p0.2/RI0.2 10.95

p0.2/RI0.4 9.93

p0.2/MA0.2/RI0.2 10.16

p0.2/MA0.4/RI0.4 12.12

86

ตารางท 16 แสดงผลการทดสอบMFI ของพอลเมอรเบลนดสตรตางๆ

สตร MFI(g/10min)

PLA 6.93

PP 3.26

PL70/PP30(non reactive blend) 4.10

PL70/PP30(p0.2) 23.48

PL70/PP30(p0.2/MA0.4) 18.34

PL70/PP30(p0.2/RI0.4) 13.31

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4) 12.00

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 11.29

PL50/PP50(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 10.72

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 11.38

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 10.49

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 11.20

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 8.43

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 4.14

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 4.15

87

ตารางท 17 แสดงผลการทดสอบ HDT ของพอลเมอรเบลนดสตรตางๆ

สตร HDT S.D.

PLA 55.8 0.7

PL70/PP30(non reactive blend) 60.3 0.6

PL70/PP30(p0.2) 60.8 0.8

PL70/PP30(p0.2/MA0.4) 61.0 1.0

PL70/PP30(p0.2/RI0.4) 61.5 0.5

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4) 61.5 0.5

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 65.7 2.1

PL50/PP50(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 75.5 2.2

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 66.2 1.0

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 64.0 0.5

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 62.8 0.3

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 76.5 9.6

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 74.9 10.2

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 68.6 8.5

88

ตารางท 18 แสดงผลการทดสอบสมบตเชงกลไดแก Modulus, Tensile strength และ Elongation at

Break ของพอลเมอรเบลนดสตรตางๆ

สตร Modulus

(MPa)

S.D.

(MPa)

Tensile strength

(MPa)

S.D.

(MPa)

Elongation at Break

(%)

S.D.

(%)

PLA 1483.08 40.58 74.95 1.77 6.32 0.53

PP 789.62 62.47 29.61 1.27 20.63 1.98

PL70/PP30(non reactive blend) 1098.6 53.38 36.15 2.57 4.15 0.32

PL70/PP30(p0.2) 1132.15 64.87 42.92 6.48 4.20 0.80

PL70/PP30(p0.2/MA0.4) 1187.88 72.56 39.49 2.8 3.51 0.14

PL70/PP30(p0.2/RI0.4) 1117.03 49.64 48.69 7.62 4.51 0.73

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4) 1140.98 51.33 48.63 8.37 4.83 1.10

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 1055.67 60.66 43.16 5.87 4.33 0.69

PL50/PP50(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 1038.65 80.35 38.44 7.75 3.96 1.05

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 903.05 43.98 43.56 4.93 6.91 1.01

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 802.84 32.11 36.53 2.46 6.98 0.86

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 628.44 107.92 29.75 2.39 11.22 0.86

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 908.91 52.76 21.4 0.54 6.38 0.43

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 822.51 74.32 22.05 0.7 8.00 0.61

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 661.88 61.25 19.55 0.88 8.35 0.83

89

ตารางท 19 แสดงผลการทดสอบความทนแรงกระแทกของพอลเมอรเบลนดสตรตางๆ

สตร Impact strength(kJ/m2)

S.D.

PLA 2.07 0.32

PP 4.25 0.49

PL70/PP30(non reactive blend) 1.24 0.28

PL70/PP30(p0.2) 1.85 0.74

PL70/PP30(p0.2/MA0.4) 2.10 0.91

PL70/PP30(p0.2/RI0.4) 1.97 1.17

PL70/PP30(p0.2/MA0.4/RI0.4) 2.27 0.88

PL60/PP40(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 1.74 0.66

PL50/PP50(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 1.16 0.54

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 2.05 0.70

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 2.52 1.00

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4) 3.73 1.00

PL57/PP40/EVA3(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 1.54 0.29

PL54/PP40/EVA6(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 2.43 0.32

PL51/PP40/EVA9(p0.2/ MA0.4/RI0.4)T 3.04 0.37

90

ประวตผทาวจย ชอ-สกล นาย ศวานนท ศกดาเดชฤทธ

ทอย / ซ.จนทรคาม ถนน จนทรคามพทกษ ต.สนามจนทร อ.เมอง จ.

นครปฐม

โทรศพท -

E-mail address [email protected]

ประวตการศกษา

พ.ศ. สาเรจการศกษาระดบมธยมศกษาตอนตน-ตอนปลาย

โรงเรยนสามรอยยอดวทยาคม

พ.ศ. สาเรจการศกษาปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวชาปโตรเคมและ

วสดพอลเมอร ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด

คณะวศวกรรมศาสตร และเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลย

ศลปากร

พ.ศ. ศกษาตอในระดบปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชา ฟสกส คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยศลปากร

ประวตการทางาน

-

ผลงานทางวชาการ -

2557 ิทยาลัิลปากรยศ - SU...MANUS SAEDAN. a X pp. This research aims to increase impact strength and heat distortion temperature(HDT) of polylacticacid(PLA)

Documents