การปรับปรุงสมบัติของพอลิแลคติกแอซิดโดยใช้พอลิโอเลฟินอีลาสโตเมอร์และเส้นใยเซลลูโลส

บทคัดย่อ

ส่วนที่หนึ่งศึกษาผลของเส้นใยเซลลูโลสที่มีต่อสมบัติทางกลของพอลิเมอร์ผสมระหว่างพอลิแลคติก แอซิด (polylactic acid, PLA) และโพรพิลีนเอทิลีนโคพอลิเมอร์ (propylene-ethylene copolymer, PEC) โดยใช้ PEC 2 ชนิดคือ PEC3300 ซึ่งมีปริมาณ ethylene 12% โดยน้ำหนัก และ PEC3401 ซึ่งมีปริมาณ ethylene 15% โดยน้ำหนัก และใช้เส้นใยเซลลูโลส 2 ชนิดคือ ?-cellulose จะเรียกว่า AC และ long-fiber cellulose จะเรียกว่า LFC จากการศึกษาสมบัติทางกลของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3300 (90/10) ที่ไม่มีและมีการเติมเส้นใยเซลลูโลสสองชนิด พบว่ามอดูลัสของยังของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3300 ส่วนใหญ่มีแนวโน้มลดลงเมื่อมีการเติมเส้นใยเซลลูโลส แต่ปริมาณ LFC ที่ 10 phr ที่สามารถเพิ่มค่ามอดูลัสของยังของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3300 ได้ชัดเจน และการเติม AC สามารถเพิ่มค่าความต้านทานต่อแรงดึงของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3300 ได้เล็กน้อย การเติมเส้นใยเซลลูโลสทั้ง LFC และ AC สามารถปรับปรุงความเค้น ณ จุดแตกของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3300 ได้มากในทุกอัตราส่วนที่เติม เมื่อเปรียบเทียบผลของชนิดเส้นใยเซลลูโลสพบว่า AC สามารถปรับปรุงความเค้น ณ จุดแตกของพอลิเมอร์ผสมได้ดีกว่า LFC ส่วนที่สองศึกษาสมบัติทางกลของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3401 (90/10) ที่ไม่มีและมีการเติมเส้นใยเซลลูโลส AC พบว่าเมื่อเติม AC ทำให้มอดูลัสของยังของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3401 มีค่าลดลงอย่างชัดเจน แสดงว่าการเติม AC ไม่สามารถปรับปรุงมอดูลัสของยังของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3401 การเติม AC ไม่ส่งผลต่อความต้านทานต่อแรงดึงของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3401 ในขณะที่เมื่อเติม AC ส่งผลทำให้ ความเค้น ณ จุดแตกของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3401 มีค่าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และมีค่ามากที่สุดเมื่อเติม AC 7 phr นอกจากนี้เมื่อเติม AC ส่งผลทำให้ความเครียด ณ จุดแตกของพอลิเมอร์ผสม PLA/PEC3401 มีค่าลดลงเล็กน้อยตามปริมาณของ AC ที่มากขึ้น ส่วนที่สามศึกษางานวิจัยนี้ศึกษาผลของเซลลูโลสผลึกไมโคร (MCC) ที่มีผลต่อสัณฐานวิทยา สมบัติทางกล และสมบัติทางความร้อนของพอลิเมอร์ผสมระหว่างพอลิออกซีเมทิลีน (POM) และพอลิโพรพิลีน (PP) จากการศึกษาสัณฐานวิทยาพบว่าพอลิเมอร์ทั้งสองชนิดไม่สามารถผสมเข้าด้วยกันได้ เฟส PP เกิดเป็นเฟสกระจายตัวมีลักษณะเป็นเม็ดทรงกลมในเฟสเมทริกซ์ POM ซึ่งบ่งบอกการมีแรงยึดเหนี่ยวที่ไม่ดีระหว่างเฟส POM และ PP ส่งผลให้สมบัติทางกลลดต่ำลง เมื่อเติม MCC ลงในพอลิเมอร์ผสมจะเห็นเส้นใย MCC พยายามที่จะแทรกตัวเข้าในเนื้อพอลิเมอร์ ส่งผลให้สัณฐานวิทยาของพอลิเมอร์ผสมเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย เมื่อเติม MCC เป็น 5 phr พบว่าสัณฐานวิทยาของพอลิเมอร์ผสมมีการเปลี่ยนแปลงเห็นได้ชัดเจนเมื่อปริมาณ PP มากกว่า 10% โดยน้ำหนัก เมื่อมีการเติม MCC สามารถปรับปรุงค่ามอดูลัสสะสมของพอลิเมอร์ผสมได้ ในขณะที่สมบัติทางความร้อนพบว่าการเติม MCC ไม่มีผลต่ออุณหภูมิหลอมเหลวของพอลิเมอร์ผสม POM/PP และอุณหภูมิการสลายตัวของ PP มีค่าสูงกว่า POM ทำให้ PP สามารถปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของพอลิเมอร์ผสม POM/PP ได้ อย่างไรก็ตาม การเติม MCC ไม่มีผลต่ออุณหภูมิหลอมเหลว และความเสถียรทางความร้อนของพอลิเมอร์ผสม POM/PP

คำสำคัญ