การพัฒนาวัสดุชีวฐานจากเทอร์โมพลาสติกสตาร์ชและพอลิเอทิลีนเพื่อการใช้แทนพอลิเอทิลีนในอุตสาหกรรมฟิล์มเป่า

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของชนิดของซีโอไลต์ (Zeolite) ลําดับการผสม และปริมาณของพลาสติไซเซอร์ต่อความเป็นเนื้อเดียวกันระหว่างพอลิเอทิลีน (PE) และเทอร์โมพลาสติกสตาร์ช (TPS) สมบัติเชิงกล และความสามารถในการซึมผ่านของไอน้ำของวัสดุคอมโพสิต PE/TPS/Zeolite จากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการผสม Zeolite 5A (1-5 wt%) สามารถช่วยปรับปรุงการผสม และสมบัติเชิงกลให้กับวัสดุผสม PE/TPS โดยเมื่อมีการเตรียมคอมพาวนด์ Zeolite 5A กับ PE/TPS (PE-5A/TPS) ส่งผลให้วัสดุผสม PE/TPS มีความต้านทานแรงดึง (tensile strength) มอดูลัส (modulus) และร้อยละการยืดตัว ณ จุดขาด (elongation at break) เพิ่มขึ้น ?60, 30 และ 70% ตามลําดับ ความต้านทานแรงดึงมอดูลัส และร้อยละการยืดตัว ณ จุดขาด เพิ่มขึ้นจาก 12 เป็น 16 MPa, 133 เป็น 154 MPa และ 305 เป็น 390% ตามลําดับ เมื่อเพิ่มปริมาณ Zeolite 5A จาก 1 เป็น 5% สําหรับอุณหภูมิการหลอม (Tm) และอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) ของ TPS ในวัสดุ PE/TPS/Z5A คอมโพสิตมีแนวโน้มลดลงเมื่อเพิ่มปริมาณซีโอไลต์ โดยไม่มีผลต่อ Tm และอุณหภูมิการเกิดผลึก (Tc) ของ PE ลําดับการผสมของ Zeolite ZSM5 เข้ากับวัสดุผสม PE/TPS มีผลอย่างมีนัยสําคัญต่อสมบัติของ PE/TPS/ZSM5 คอมโพสิต การผสม ZSM5 กับ TPS ก่อน แล้วจึงนํา TPS-ZSM5 ไปหลอมผสมกับ PE (Sequence II, SII) ส่งผลให้ความต้านทานแรงดึง มอดูลัส และ ร้อยละการยืดตัว ณ จุดขาดของวัสดุผสมเพิ่มขึ้น 4, 65 และ 80 % ตามลําดับ โดยการเพิ่มปริมาณซีโอไลต์ ZSM5 ไม่มีผลต่อสมบัติเชิงกลของ TPSZSM5/PE (SII) คอมโพสิต อย่างไรก็ตามการผสม ZSM5 กับ PE ก่อน แล้วจึงนํา PE-ZSM5 ไปหลอมผสมกับ TPS (Sequence I, SI) ไม่สามารถปรับปรุงความเข้ากันได้ระหว่าง PE และ TPS ได้ นอกจากนี้ยังพบว่าปริมาณกลีเซอรอลมีผลต่อขนาด และการกระจายตัวของเฟสกระจายของ TPS โดยการเพิ่มปริมาณกลีเซอรอลจาก 27 เป็น 35 phs ส่งผลให้เฟสกระจายของ TPS มีขนาดเล็กลง และวัสดุผสม PE/TPS และคอมโพสิต PE/TPS/ZSM5 มีความเป็นเนื้อเดียวกัน และสมบัติเชิงกลในโหมดแรงดึงเพิ่มขึ้น ในขณะที่ปริมาณผลึกของ PE ในวัสดุคอมโพสิต PE-ZSM5/TSP (SI) และ TPS-ZSM5/PE (SII) มีแนวโน้มลดลง

คำสำคัญ