า 2554 ิทยาลัิลปากรยศ - Silpakorn University · STUDY OF STYRENE ACRYLONITRILE COPOLYMER (SAN) OFF-GRADE AND NATURAL RUBBER (NR) BLENDS ÿ Ü By Jareenuch

ศกษาการผสมระหวางสไตรน อะครโลไนไตรลโคพอลเมอรออฟเกรดและยางธรรมชาต

โดย นางสาวจารนช โรจนเสถยร

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวทยาการและวศวกรรมพอลเมอร

ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

ปการศกษา 2554 ลขสทธของบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

สำนกหอ

สมดกลาง

ศกษาการผสมระหวางสไตรน อะครโลไนไตรลโคพอลเมอรออฟเกรดและยางธรรมชาต

โดย นางสาวจารนช โรจนเสถยร

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวทยาการและวศวกรรมพอลเมอร

ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

ปการศกษา 2554 ลขสทธของบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

สำนกหอ


STUDY OF STYRENE ACRYLONITRILE COPOLYMER (SAN) OFF-GRADE AND

NATURAL RUBBER (NR) BLENDS

By

Jareenuch Rojsatean

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

MASTER OF ENGINEERING

Department of Materials Science and Engineering

Graduate School

SILPAKORN UNIVERSITY

2011

สำนกหอ


บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร อนมตใหวทยานพนธเรอง “ ศกษาการผสมระหวาง สไตรน อะครโลไนไตรลโคพอลเมอรออฟเกรดและยางธรรมชาต ” เสนอโดย นางสาว จารนช โรจนเสถยร เปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวทยาการและวศวกรรมพอลเมอร

……........................................................... (ผชวยศาสตราจารย ดร.ปานใจ ธารทศนวงศ)

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

อาจารยทปรกษาวทยานพนธ 1. อาจารย ดร.ศภกจ สทธเรองวงศ 2. รองศาสตราจารย ดร.มนส แซดาน คณะกรรมการตรวจสอบวทยานพนธ .................................................... ประธานกรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร. ณฐกาญจน หงสศรพนธ) ............/......................../.............. .................................................... กรรมการ (อาจารย ดร.สมนมาลย เนยมหลาง) ............/......................../.............. .................................................... กรรมการ .................................................... กรรมการ (อาจารย ดร. ศภกจ สทธเรองวงศ) (รองศาสตราจารย ดร. มนส แซดาน) ............/......................../.............. ............/......................../..............

สำนกหอ


ง

53402202 : สาขาวชาวทยาการและวศวกรรมพอลเมอร คาสาคญ : สไตรน อะครโลไนไตรลโคพอลเมอร/ยางธรรมชาต/พอลเมอรผสม/สารชวยเพมความ

เขากนได/สมบตเชงกล จารนช โรจนเสถยร : ศกษาการผสมระหวางสไตรน อะครโลไนไตรลโคพอลเมอรออฟเกรดและยางธรรมชาต. อาจารยทปรกษาวทยานพนธ : อ.ดร.ศภกจ สทธเรองวงศ และ รศ.ดร.มนส แซดาน. 109 หนา.

งานวจยนไดนาสไตรน อะครโลไนไตรลโคพอลเมอร (SAN) ทไดจากการผลตทมสมบตไมเปนไปตามเกรดทขายทางการคา (SAN off grade, SANog) มาใชประโยชน โดยนามาผสมกบยางธรรมชาต (NR) เพอเพมสมบตการรบแรงกระแทกและลดปญหาในเรองสและสงปนเปอนของพอลเมอรผสมทได แตเนองจาก SAN และ NR นนเปนพอลเมอรทไมสามารถผสมกนได จงสงผลทาใหพอลเมอรผสมทไดมสมบตเชงกลทตา ดงนนในกระบวนการผสมจงมการนาสารวองไวปฏกรยา (reactive agent) มาชวยเพมความเขากนไดเพอทาใหสมบตเชงกลดขน ในการศกษาแบงเปน การศกษาสารวองไวปฏกรยาสองระบบ ไดแกสารวองไวปฏกรยาในระบบของ maleic anhydride (MA), styrene- maleic anhydride copolymer (SMA) และ peroxide และระบบ phenolic resin และใช SAN/NR ในสดสวน 75/25โดยผสมในเครองผสมแบบปดทอณหภม 180 °C เปนเวลา 10 นาท จากการศกษาพบวา SMA และ MA นนมผลทาใหพอลเมอร SAN/NR ทไดนนมลกษณะการกระจายตวของอนภาคยางในเฟสของ SAN ทละเอยดและมความสมาเสมอกวาพอลเมอรผสม SAN/NR ทไมไดเตมสารวองไวปฏกรยา และยงพบวาขนาดอนภาคของยางจะมความละเอยดและสมาเสมอมากขนเมอใช SMA กบ MA รวมกน และจากผลของสมบตเชงกลพบวาพอลเมอรผสม SAN/NR ทใช SMA รวมกบ MA มคา % elongation at break สงทสด แตมคา impact strength ทตากวาการใช SMA เปนสารวองไวปฏกรยา เพยงอยางเดยว เมอศกษาผลของกระบวนการทใชเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR นนพบวาการใช SMA รวมกบ MA ซงใหผลการผสมทดจากการศกษาในเครองผสมแบบปดนน ไมเพยงพอทจะนาไปใชในการเตรยมโดยกระบวนการอดรด เนองจากเฟสของยางนนไมคงรปและเกดการแยกชนของ SAN และ NR อยางชดเจน สงผลทาใหสมบตเชงกลลดลง ซงปญหาดงกลาวสามารถแกไดโดยการทาใหเฟสยางเกดการเชอมขวางในระหวางกระบวนการผสม ซงจะทาใหเฟสยางมลกษณะเปนทรงกลมกระจายตวอยในเฟสของ SAN ได แตอยางไรกตามสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมทเตรยมไดนนกยงขนอยกบขนาดของอนภาคยางทกระจายตวอยในเฟสของ SAN ซงการเกดการเชอมขวาง ทมากหรอเรวเกนไป จะสงผลทาใหอนภาคยางมขนาดใหญและสงผลใหเกดการลดลงของสมบตเชงกลไดเชนกน และจากการศกษาเปรยบเทยบพอลเมอรผสม SAN/NR ทเตรยมโดยใช SAN และ SANog นนพบวาสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมทเตรยมโดย SANog นนจะมความแขงแรงและมความตานทานแรงกระแทกไดดกวาพอลเมอรผสม ทเตรยมโดยใช SAN เกรดปกต

ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร ปการศกษา 2554 ลายมอชอนกศกษา........................................ ลายมอชออาจารยทปรกษาวทยานพนธ 1. ........................... 2. .............................

สำนกหอ


จ

53402202 : MAJOR : POLYMER SCIENCE AND ENGINEERING KEY WORD : STYRENE ACRYLONITRILE (SAN)/NATURAL RUBBER (NR)/

COMPATIBILIZER / POLYMER BLEND/MECHANICAL PROPERTIES JAREENUCH ROJSATEAN: STUDY OF STYRENE ACRYLONITRILE COPOLYMER (SAN) OFF-GRADE AND NATURAL RUBBER (NR) BLENDS. THESIS ADVISORS: SUPAKIJ SUTTIREUNGWONG, Ph.D. AND ASSOC. PROF. MANUS SEADAN, Ph.D. 109 pp. In this work, the improvement of impact property of poly(styrene-co-acrylonitrile) off-grade (SANog), originally obtained during the start-up of the SAN synthesis process, was interest. Natural rubber (NR) was selected to blend with SANog. It is known that SAN and NR is immiscible and incompatible, Physical blend of these two polymers would cause poor mechanical properties. Therefore, the reactive agents were added to improve compatibility of this system. The potential of various reactive agents in SAN and NR blend was explored. The morphological and mechanical properties were compared. The melt blending of SAN and NR were prepared in an internal mixer at 180 °C for 10 min using two systems of reactive agents, namely the system consisting of maleic anhydride (MA), styrene-maleic anhydride compolymer (SMA) and peroxide and the system consisting of phenolic resin. The results of morphological observations revealed that SAN/NR blend with reactive agent, the mixture of SMA and MA showed the smallest and the most uniform dispersed NR particles. The mechanical properties of the blends revealed that impact strength and elongation at break were increased with addition of reactive agents. SAN/NR blend with the mixture of SMA and MA showed the highest elongation at break but it had lower impact strength than the blend with SMA. The results of the melt blending process for SAN/NR blend revealed that reactive agent, the mixture of SMA and MA which effective for the melt blending in the internal mixer was ineffective for extrusion process. The morphological observations revealed that SAN/NR blend with mixture of SMA and MA show the separation of SAN and NR phase to form the layer and led to poor mechanical properties of the blend. It was due to unstable of NR phase. This problem could be solved by inducing crosslink reaction of NR phase during melt blending process. Crosslinked NR phase could be formed the stable particle during mixing process and dispersed in SAN phase. However, mechanical properties of the blend strongly depended on particle size of NR phase. The large size of NR particle due to the fast crosslinking reaction acted as the defect and led to poor mechanical properties of the blend. The blend of SAN/NR prepared by using SANog showed higher strength and impact resistance than the blend of SAN/NR which prepared by SAN.

Department of Materials Science and Engineering Graduate School, Silpakorn University Academic Year 2011

Student's signature........................................

Thesis Advisors' signature 1. ........................... 2. ...........................

สำนกหอ


ฉ

กตตกรรมประกาศ งานวจยและวทยานพนธฉบบนสาเรจลลวงไปไดดวยด โดยความชวยเหลอจากอาจารย ดร.ศภกจ สทธเรองวงศ อาจารยทปรกษางานวจย และ รองศาสตราจารย ดร.มนส แซดาน อาจารยทปรกษารวม ผคอยชวยใหคาปรกษา รวมถงชแนะวธการวเคราะหผลทไดจากการทาการวจยมาโดยตลอด จนถงการตรวจสอบแกไขความเรยบรอยของวทยานพนธฉบบนอยางละเอยดถถวน ผชวยศาสตราจารย ดร. ณฐกาญจน หงสศรพนธ และอาจารย ดร.สมนมาลย เนยมหลาง ทใหขอเสนอแนะและสละเวลาสาหรบการสอบวทยานพนธ รวมไปถงอาจารยทกทานทไดเคยสงสอนขาพเจามาตงแตอดตจนถงปจจบน ผวจยขอกราบขอบพระคณในความเมตตาเปนอยางสงไว ณ โอกาสน ขอขอบคณภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด คณะวศวกรรมศาสตรและเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยศลปากร ทใหความอนเคราะหสถานททาวจยและเครองมอทดสอบ และศนยความเปนเลศแหงชาตดานปโตรเลยม ปโตรเคมและวสดขนสง ทใหความอนเคราะหทนการศกษาและเงนทนสนบสนนในการทาวจย ขอขอบคณบรษท ไทยเอบเอส จากด (มหาชน) สาหรบความอนเคราะหเรองเมดพลาสตก พอลสไตรนอะครโลไนไตรล โคพอลเมอร (SAN) ในการทาวจย ขอขอบคณคณพนจ เจยนระลก นกวทยาศาสตรประจาภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด คณไพโรจน ตงศภธวช นายชางเทคนคประจาภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด สาหรบการอานวยความสะดวกเรองเครองมอและเครองจกรทใชในการทาการวจยครงน รวมไปถงเจาหนาทสานกงานภาควชาทอานวยความสะดวกทางดานการเงนและเอกสารตางๆ ขอขอบคณรนพปรญญาเอกและเพอนๆปรญญาโท รวมถงรนนองปรญญาตรทใหความชวยเหลอ คาปรกษา ตลอดจนมตรภาพและกาลงใจทดเสมอมา สดทายนงานวจยนจะเกดขนไมไดเลย ถาขาดบคคลสองทานน ขอกราบขอบพระคณ บดา และ มารดา ทสงเสยเลยงด สงสอนและใหกาลงใจผทาวจยเปนอยางดตลอดมา ทาใหการศกษาและการทาวทยานพนธฉบบนสาเรจลลวงไปไดดวยด

สำนกหอ


ช

สารบญ หนา บทคดยอภาษาไทย .................................................................................................................... ง บทคดยอภาษาองกฤษ ............................................................................................................... จ กตตกรรมประกาศ ..................................................................................................................... ฉ สารบญตาราง ............................................................................................................................ ฌ สารบญภาพ ............................................................................................................................... ฏ บทท 1 บทนา ....................................................................................................................... 1 ความเปนมาและความสาคญของปญหา .................................................... 1 วตถประสงคของการวจย .......................................................................... 3 ขอบเขตของการวจย .................................................................................. 4 ขนตอนการดาเนนงานวจย ........................................................................ 4 ประโยชนทไดรบ ...................................................................................... 5 2 วรรณกรรมทเกยวของ ............................................................................................. 6 สไตรน อะครโลไนไตล โคพอลเมอร (styrene-acrylonitrile copolymer, SAN)....................................... 6 ยางธรรมชาต (Natural Rubber, NR) ......................................................... 7 ยางธรรมชาตดดแปลง (Modified natural rubber) ..................................... 11 พอลเมอรผสม (Polymer Blend)................................................................ 12 สารชวยเพมความเขากนได (Compatiblizer) ............................................. 14 รายงานผลงานวจยทผอนไดทามาแลว ...................................................... 18 3 วธดาเนนงานวจย ..................................................................................................... 23 วตถดบและสารเคมในการทาวจย ............................................................. 23 เครองมอทสาคญในงานวจย ...................................................................... 24 เครองมอวเคราะห ..................................................................................... 25 ขนตอนในการดาเนนงานวจย ................................................................... 25 4 ผลการวเคราะหขอมล.............................................................................................. 35 การศกษาเปรยบเทยบสมบตของ SAN เกรดปกตและ SANog .................. 35

สำนกหอ


ซ

บทท หนา การศกษาการผสมระหวาง SANog กบ NR โดยการ ปรบเปรยบอตราสวนการผสม SANog/NR ................................... 37 การศกษาผลของการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA SMA และ peroxide ในเครองผสมแบบปด (internal mixer) .......................................... 42 การศกษาพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใชสารวองไวปฏกรยา ในระบบ phenolic resin ................................................................. 55 การศกษาพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใชสารวองไวปฏกรยา ในระบบ SMA, MA และ peroxide โดยกระบวนการอดรด (extrusion) ................................................ 61 การศกษาพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใช NR ทมการดดแปลงหมฟงกชน MNR และ ENR โดยกระบวนการ อดรด ............................................................................................. 67 การเปรยบเทยบผลของสดสวนในการผสมระหวาง SAN กบยางทมการปรบปรงหมฟงกชน ทเตรยม โดยกระบวนการอดรด .................................................................. 77 การศกษาเปรยบเทยบผลของการใช SAN เกรดปกตและ SANog เพอเตรยมพอลเมอรผสม ในสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30 ทมอตราสวนการผสมเปน 80/20 ในกระบวนการอดรด ..................................................................... 81 5 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ....................................................................... 86 สรปผลการทดลอง .................................................................................... 86 ขอเสนอแนะ .............................................................................................. 87 บรรณานกรม ............................................................................................................................. 88 ภาคผนวก .................................................................................................................................. 91 ภาคผนวก ก ขอมลประกอบการวจย ......................................................... 92 ประวตผวจย .............................................................................................................................. 109

สำนกหอ


ฌ

สารบญตาราง ตารางท หนา 1.1 สมบตของ SAN เกรดปกตและ SAN off-grade ..................................... 1 3.1 ชอสตรและปรมาณของสารทใชเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR ดวยสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide ......... 28 3.2 ปรมาณของสารเคมตางๆ ทใชในการเตรยมยาง NRp1 และ NRp2........ 29 3.3 สตรและปรมาณของ phenolic resin ทใชในการเตรยม พอลเมอรผสม SAN/NR ............................................................... 30 3.4 สตรและปรมาณของสารตางๆ ทใชในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NRดวยสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide สาหรบกระบวนการอดรด ..................................... 31 3.5 สตรและปรมาณของยางยาง 3MNR 5MNR และ ENR ทใชในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR ................................... 34 4.1 สมบตเชงกล สมบตการไหล และสมบตเชงความรอน ของ SAN และ SANog ................................................................. 36 4.2 ชอสตรของพอลเมอรผสม SAN/NR ทใสสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ Peroxide .............................................................. 43 4.3 สมบตทางความรอน ของพอลเมอรผสม SAN/NR ทใช MA, SMA และ Peroxide เปนสารวองไวปฏกรยา ......................................... 54 4.4 สมบตทางความรอนของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบ phenolic resin ................................................................ 61 4.5 ชอสตรของพอลเมอรผสม SAN/NR โดยใช NR ทมการดดแปลงหมฟงกชน MNR และ ENR ................................ 68 4.6 แสดงคาสมบตทางความรอนของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบยาง MNR และ ENR ........................................................ 76 4.7 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสมในสดสวน SAN และยางชนดตางๆ ในอตราสวน 75/25 และ 80/20 ....................... 79 4.8 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสมในสดสวน SAN และยางชนดตางๆ ในอตราสวน 75/25 และ 80/20 ........................ 80

สำนกหอ


ญ

ตารางท หนา 4.9 แสดงสมบตทางความรอนของของพอลเมอรผสมในสดสวน SAN และยางชนดตางๆ ในอตราสวน 75/25 และ 80/20 ....................... 80 4.10 สมบตเชงกลของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70ENR30 ทเตรยมดวย SAN และ SANog ........................ 82 4.11 แสดงสมบตทางความรอนของพอลเมอรผสมในสตร SAN/3MNR และSAN/3MNR70 ENR30 ทเตรยมโดยใช SAN และ SANog .... 85 ก.1 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA, SMA และ peroxide ............... 93 ก.2 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสม SAN/NR กบสารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA, SMA และ peroxide ............................................... 93 ก.3 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide ................ 94 ก.4 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin ................................. 95 ก.5 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin .................................. 95 ก.6 แสดง impact strength ของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin .................................. 96 ก.7 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxideซงผสม ในกระบวนการอดรด .................................................................... 97 ก.8 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA, SMA และ peroxideซงผสม ในกระบวนการอดรด .................................................................... 97 ก.9 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SAN และยางธรรมชาต ดดแปลงหมฟงกชน MNR และ ENR ทเตรยมโดยกระบวนการ อดรด ........................................................................................... 101

สำนกหอ


ฎ

ตารางท หนา ก.10 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสม SAN และยางธรรมชาต ดดแปลงหมฟงกชน MNR และ ENR ทเตรยมโดยกระบวนการ อดรด ........................................................................................... 102 ก.11 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN และยางธรรมชาต ดดแปลงหมฟงกชน MNR และ ENR ทเตรยมโดยกระบวนการ อดรด ........................................................................................... 102 ก.12 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR, ENR และ 3MNR70ENR30 ในสดสวน SAN ตอ NR ในสดสวน 75/25 และ 80/20.......................................................................... 105 ก.13 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR, ENR และ 3MNR70ENR30 ในสดสวน SAN ตอ NR ในสดสวน 75/25 และ 80/20 ........................................................................... 105 ก.14 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR, ENR และ 3MNR70ENR30 ในสดสวน SAN ตอ NR ในสดสวน 75/25 และ 80/20 ........................................................................... 105 ก.15 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70ENR30 ทเตรยมดวย SAN และ SANog ................ 108

สำนกหอ


ฏ

สารบญภาพ ภาพท หนา 2.1 โครงสรางของ Poly(styrene-co-acrylonitrile) (SAN) ............................ 6 2.2 สตรโครงสรางทางเคมของยางธรรมชาต ............................................... 8

2.3 โครงสรางโมเลกลของยาง ENR ............................................................ 11 2.4 กลไกการกราฟตของ MA บนโมเลกลของ NRทนาจะเปนไปได โดยทกลไก (A) Free radical mechanism

(B) Diels-Alder reaction) ............................................................ 12

2.5 แผนภาพแสดงการการใชบลอกหรอกราฟตโคพอลเมอร

เปนสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) ....................... 14

2.6 แผนภาพแสดงการใชพอลเมอรทมความเปนขวอยบนสายโซโมเลกล

เปนสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) ........................ 15

2.7 แผนภาพแสดงการใชพอลเมอรทหมฟงกชนหรอสวนทวองไวตอการ

ทาปฏกรยาเปนสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) ...... 16

2.8 แผนภาพแสดงการเตรยม SAN/NR-g-SAN blends ............................... 18

2.9 แสดงปฏกรยาของ nitrile group กบ epoxide group ............................... 19

2.10 Infrared spectra ของ NR และ MNR ทใช MA10 phr (MNR-10) .......... 20

2.11 ผลของปรมาณ MA ทมผลตอปรมาณการกราฟตตดของ MA และ

absorbance ratio ........................................................................... 21

2.12 สารละลาย molau test ในกรด formic acid ของพอลเมอรผสม 75/25:

a) Polyamide 6/NR และ b) Polyamide 6 /(NR 3 wt% MA) ......... 21

3.1 โครงสรางโมเลกลของ MA ..................................................................... 23

3.2 โครงสรางโมเลกลของ SMA ................................................................... 23 3.3 โครงสรางโมเลกลของ peroxide (Luperox 101 XL45) จากบรษท Schenectedy Chemicals ................................................................ 24

3.4 โครงสรางของ phenolic resin HRJ-1367 (R = t- butyl, n = 1-10) ......... 24

4.1 ลกษณะทางกายภาพของ (ก) SAN และ SANog

(ข) SAN/NR และ SANog/NR ...................................................... 35

สำนกหอ


ฐ

ภาพท หนา 4.2 แสดงสณฐานวทยาพนผวการแตกหกของพอลเมอรผสม SANog/NR ในอตราสวนการผสม 80/20, 70/30, 60/40, 50/50,

40/60, 30/70 และ 20/80 ตามลาดบ ............................................... 38

4.3 กราฟแสดงความสมพนธระหวางคาทอรคการผสมกบเปอรเซนต

องคประกอบของ NR ของพอลเมอรผสม SANog/NR................. 39

4.4 กราฟแสดงความสมพนธระหวางคา tensile strength กบเปอรเซนต

องคประกอบของ NR ของพอลเมอรผสม SANog/NR ................ 40

4.5 กราฟแสดงความสมพนธระหวางคา % elongation at break

กบเปอรเซนตองคประกอบ NR

ของพอลเมอรผสม SANog/NR .................................................... 40

4.6 กราฟแสดงความสมพนธระหวางคา impact strength

กบเปอรเซนตองคประกอบ NR

ของพอลเมอรผสม SANog/NR .................................................... 41

4.7 กลไกการกราฟตของ MA บนโมเลกลของ NRทนาจะเปนไปได โดยทกลไก (A) Free radical mechanism

(B) Diels-Alder reaction) ............................................................ 42

4.8 สณฐานวทยาของพอลเมอรผสมระหวาง SAN/NR ในอตราสวน 75/25:

(ก) SN (ข) SNM (ค) SNS (ง) SNP (จ) SNSM (ฉ) SNMP

(ช) SNSP(ซ) SNSMP ................................................................... 44

4.9 คาทอรค (torque) ในการหลอมผสมของพอลเมอรผสม SN, SNM และ

SNS เปนเวลา 10 นาท .................................................................. 46

4.10 แสดงกราฟความสมพนธระหวางคาทอรคในการผสมกบเวลาของ

พอลเมอรผสม SAN/NR และ SAN/NR + Peroxide 0.2 phr ........ 46

4.11 การเกดเชอมขวางของ NR โมเลกลดวย MA ภายใตความรอน

และแรงเฉอน ............................................................................... 47

4.12 แผนภมแสดงดชนการไหลท 220 °C ของพอลเมอรผสม SAN/NR ทไมไดเตมและเตมสารวองไวปฏกรยา ......................... 48

4.13 แผนภมแสดงคา modulus ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยา

ในระบบ MA, SMA และ peroxide ............................................. 49

สำนกหอ


ฑ

ภาพท หนา 4.14 แผนภมแสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสมทใช

สารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ Peroxide ................ 50

4.15 แผนภมแสดงคา % elongation at break ของพอลเมอรผสมทใช สารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ Peroxide ............... 51

4.16 กราฟแสดงความสมพนธระหวางแรงและระยะยด จากการทดสอบการ

ดงยดของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบ MA, SMA

และ peroxide ................................................................................ 52

4.17 แผนภมแสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสมทใช สารวองไวปฏกรยาเปน MA, SMA และ peroxide ........................ 53

4.18 กราฟแสดงพฤตกรรมการหลอมของ SAN และ PS ทมการเตม

phenolic resin 0.5 phr รวมกบ SnCl2 0.1 phr ............................... 55

4.19 ปฏกรยาทเปนไปไดระหวาง SAN และ phenolic resin ซงใช SnCl2

เปนตวเรงปฏกรยา ........................................................................ 56 4.20 แผนภมแสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมทใชสารวองไว

ปฏกรยาในระบบ phenolic resin .................................................. 57

4.21 แผนภมแสดงคา modulus ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไว

ปฏกรยาในระบบ phenolic resin .................................................. 57

4.22 แผนภมแสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสมทใช

สารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin ................................. 58

4.23 แผนภมแสดงคา % elongation at break ของพอลเมอรผสมทใช สารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin ................................. 59

4.24 แผนภมแสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสมทใช สารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin .................................. 60

4.25 สณฐานวทยาของพอลเมอรผสมระหวาง SAN/NR ในอตราสวน 75/25

(ก) SAN/NRp1 (ข) SAN/NRp2 (ค) SAN/Phe0.1/SnCl20.05/NRp1 (ง)SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp1 (จ) SAN/Phe0.1/SnCl20.05/NRp2

(ฉ) SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp1

ทสกดเฟสยางออกโดยใช n-hexane .............................................. 60

สำนกหอ


ฒ

ภาพท หนา 4.26 แสดงสณฐานวทยาของพนผวแตกหกของ ของพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25): (ก) SN (ข) SNS (ค) SNSM และ (ง) SNSMP .................................................................................... 63

4.27 แผนภมแสดงคา modulus ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA, SMA และ peroxide ทไดจาก

กระบวนการอดรด ......................................................................... 64

4.28 แผนภมแสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไว ปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide ทไดจาก

กระบวนการอดรด ......................................................................... 65

4.29 แผนภมแสดงคา % elongation at break ของพอลเมอรผสมทใช สารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide ทไดจาก

กระบวนกาอดรด ........................................................................... 65

4.30 แผนภมแสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไว ปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide ทไดจาก

กระบวนการอดรด ......................................................................... 66

4.31 ปฏกรยาระหวางหมแอนไฮไดรดของยาง MNR

กบหมอพอกไซดของยาง ENR ..................................................... 67

4.32 กราฟ FTIR ของยาง NR, 3MNR และ 5MNR ...................................... 68

4.33 แผนภมแสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SAN

กบยาง ENR และ MNR โดยกระบวนการอดรด .......................... 69

4.34 แสดงสณฐานวทยาพนผวการแตกหกของพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) ในระบบของ MNR: (ก) 3MNR (ข) 5MNR

(ค) ENR (ง) 3MNR90 ENR10 (จ) 3MNR70 ENR30 (ฉ) 3MNR50 ENR50 (ช) 5MNR90 ENR10 (ซ) 5MNR70 ENR30

(ฌ) 5MNR50 ENR50 ................................................................... 71

4.35 แผนภมแสดงคา modulus ของพอลเมอรผสม SAN กบยาง ENR

และ MNR โดยกระบวนการอดรด ................................................ 72

4.36 แผนภมแสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสม SAN กบยาง

ENR และ MNR โดยกระบวนการอดรด ...................................... 72

สำนกหอ


ณ

ภาพท หนา 4.37 แผนภมแสดงคา % elongation at break ของพอลเมอรผสม SAN

กบยาง ENR และ MNR โดยกระบวนการอดรด ........................... 73

4.38 สารละลาย molau test ของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบ MNR และ ENR ............................................................................ 74

4.39 แผนภมแสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN กบยาง ENR และ MNR โดยกระบวนการอดรด ...................................... 75

4.40 สณฐานวทยาเปรยบเทยบของพอลเมอรผสมในอตราสวน 75/25

และ 80/20: (ก) SAN/3MNR (ข) SAN/ENR

(ค) SAN/3MNR70 ENR30 ............................................................. 78

4.41 แผนภมเปรยบเทยบคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมในสดสวน

SAN และยางชนดตางๆ ในอตราสวน 75/25 และ 80/20 ............... 79

4.42 เปรยบเทยบสณฐานวทยาของพอลเมอรผสมทใช SAN และ SANog: (ก) SAN/3MNR (ข) SANog/3MNR

(ค) SAN/3MNR70/ENR30 (ง) SANog/3MNR70ENR30 ............ 81

4.43 แผนภมแสดงคาดชนการไหลเปรยบเทยบผลของการใช SAN

เกรดปกตและ SANog เพอเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR (80/20) ........................................................................... 82

4.44 แสดงตาราง One-way ANOVA ทไดจากการคานวณโดยโปรแกรม MINITAB ของสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR

ทเตรยมโดยใช SAN และ SANog ................................................. 83

4.45 แสดงตาราง One-way ANOVA ทไดจากการคานวณโดยโปรแกรม MINITAB ของสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR70

ENR30 ทเตรยมโดยใช SAN และ SANog .................................... 83

ก.1 แสดง DSC Thermogram ของพอลเมอรผสม SAN/NR กบสารวองไว

ปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide .................................. 94

ก.2 DSC Thermogram ของพอลเมอรผสม SAN/NR กบสารวองไวปฏกรยา ในระบบ phenolic resin ................................................................ 96

ก.3 แสดงกราฟ FTIR ของยาง ENR ............................................................. 98

ก.4 แสดงกราฟ FTIR ของยาง NR ............................................................... 98

สำนกหอ


ด

ภาพท หนา ก.5 แสดงกราฟ FTIR ของยาง 3MNR ......................................................... 99

ก.6 แสดงกราฟ FTIR ของยาง 5MNR ......................................................... 99

ก.7 DSC thermogram ของยาง ENR ............................................................ 100

ก.8 DSC thermogram ของยาง 3MNR ......................................................... 100

ก.9 DSC thermogram ของยาง 5MNR ......................................................... 101

ก.10 แผนภมแสดงคา modolus ของพอลเมอรผสม SAN/3MNR,

SAN/ENR, SAN/3MNR70ENR30 ในสดสวน

SAN/NR = 75/25 และ 80/20 ......................................................... 103

ก.11 แผนภมแสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสม SAN/3MNR70 ENR30 ในสดสวน SAN/NR = 75/25 และ 80/20 ........................................................ 103

ก.12 แผนภมแสดงคา % elongation at break ของพอลเมอรผสม SAN/3MNR70 ENR30 ในสดสวน SAN/NR = 75/25 และ 80/20 ........................................................ 104

ก.13 แผนภมแสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN/3MNR70 ENR30 ในสดสวน SAN/NR = 75/25 และ 80/20 ........................................................ 104

ก.14 แผนภมแสดงคา tensile strength เปรยบเทยบผลของการใช SAN

เกรดปกตและ SANog เพอเตรยมพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30 (80/20) ........................................ 106

ก.15 แผนภมแสดงคา modulus เปรยบเทยบผลของการใช SAN


ก.16 แผนภมแสดงคา % elongation at break เปรยบเทยบผลของการใช SAN


ก.17 แผนภมแสดงคา impact strength เปรยบเทยบผลของการใช SAN


สำนกหอ


1

บทท 1

บทนา

1.1 ความเปนมาและความสาคญของปญหา เนองจากในกระบวนการผลตสไตรน อะครโลไนไตรลโคพอลเมอร (styrene –

acrylonitrile copolymer, SAN) ของบรษท Thai ABS ในชวงเรมกระบวนการผลตนนสงผลทาใหเกดผลตภณฑ SAN ทมคณภาพไมเปนไปตามความตองการ (SAN off-grade, SANog) ซงปรมาณของ SANog ทเกดขนนจะมประมาณ 100 ตนตอป ซงปกตทางบรษทสามารถขาย SANog ไดในราคา 65% ของราคาขายในเกรดปกต [ ] ซงสมบตตางๆ ของ SANog เมอเปรยบเทยบกบ SAN

เกรดปกตแสดงดงตารางท 1

ตารางท 1.1 สมบตของ SAN เกรดปกตและ SAN off-grade [1]

SAN SANog

Molecular weight 50,000 – 90,000 70,000 – 90,000

Yellow index < 5 16.3 - 62.7

ACN content (%) 22.5 - 26.5 24.2 - 25.4

MFI (g/10 min) 2.4 - 3.0 2.3 - 6.1

TGA data

On set temperature of degradation (oC) 403.94 - 404.05 406.48 - 409.50

Mid-point temperature of degradation (oC) 424.03 - 415.21 423.64 - 424.96

Contaminate (%) - >50

หมายเหต; % contamination ของ SANog มากกวา 50 เปอรเซนตหมายถง SANog 1 kg นน

ประกอบไปดวย SAN ปกตนอยกวา 50 เปอรเซนต และ SAN ทมสนาตาลอยมากกวา 50

เปอรเซนต

สำนกหอ


2

จากสมบตของ SAN ทงสองเกรดในตารางท 1 จะพบวาสมบตทมความแตกตางกนอยางชดเจนคอคา Yellow index โดย SANog นนมคา Yellow index สงกวา SAN เกรดปกตมากและยงมคาเปอรเซนตการปนเปอน (contaminate) มากกวา 50 เปอรเซนต เปนผลให SANog นนมสเหลองออกไปทางนาตาล ทาใหไมเหมาะสมทจะนาไปผลตเปนผลตภณฑ ซงโดยทวไปแลว SAN

นยมนาไปผลตเปนผลตภณฑทใชแทนพอลสไตรนเมอตองการความใสและความแขงแรงมากขน เชนทาเปนของใชในบานจาพวก แกวนา เหยอกนา เครองปนนาผลไม ใบพดพดลม ไฟแชก หรอทาเปนบรรจภณฑเครองสาอาง เปนตน [ ] ซงจะเหนไดวาผลตภณฑทกลาวมานนตองการคณสมบตดานความใสของ SAN แตเนองจากสมบตทดอยกวาของ SANog โดยเฉพาะเรองของความใส เปนผลทาใหไมสามารถทจะใช SANog นไปผลตเปนผลตภณฑทตองการความใสได จากปญหาทเกดขนนทางคณะผวจยจงไดเสนอแนวทางเพอศกษาการใชงานทเปนไปไดของ SANog คอ การนา SANog ไปผสมกบยางเพอเปนการเพมสมบตเชงกลโดยเฉพาะสมบตดานความทนทานตอการรบแรงกระแทก โดยทวไปแลว SAN จดเปนโคพอลเมอรทมความแขงแรงสง มความตานทานตอความรอนและสารเคมทด แตมความตานทานตอการรบแรงกระแทกทตา อยางไรกตามความสามารถในการรบแรงกระแทกของ SAN นนสามารถเพมไดโดยการนา SAN ไปผสมกบพอลเมอรในกลมของยาง (elastomeric material) ซงในงานวจยนไดสนใจทจะนายางธรรมชาตมาผสมกบ SAN ยางธรรมชาต (NR) นนเปนพอลเมอรทไดมาจากธรรมชาต ซงจดเปนทรพยากรหมนเวยน (renewable resource) นยมนามาใชผสมเพอเพมความเหนยวใหกบพอลเมอรทมความแขงเปราะอยางเชน PET [3] PLA [ ] และ polyamide 6 [5, 6] เปนตน

อยางไรกตามโดยปกตแลว SAN กบ NR นนไมสามารถผสมเขาเปนเนอเดยวกนไดเนองจาก SAN นนจดเปนพอลเมอรทมขวสวน NR นนไมมขว ซงความไมเขากนของ SAN และ NR นนจะสงผลใหพอลเมอรผสมทไดนนมสมบตเชงกลทตา เนองจากไมมทงการยดเหนยวทางกลและการยดเหนยวทางเคมขามขวางระหวางเฟส [ ] แตอยางไรกตามการยดเหนยวระหวางเฟสและสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมนนสามารถเพมไดโดยการใชสารชวยเพมความเขากนได (compatibilizer)หรอ interfacial agent ซงการเตมสารชวยเพมความเขากนไดเพยงเลกนอยกสามารถชวยเพมสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมไดอยางมาก [ ] การใชสารชวยเพมความเขากนไดนนนนสามารถทาไดทงเตรยมขนมากอนแลวจงนาไปผสมกบพอลเมอรผสม หรอทาใหเกดขนในระหวางกระบวนการผสม [ ] ซงในวธแรกนนมขอดกคอ สามารถควบคมโครงสรางของสารชวยเพมความเขากนไดได สวนวธทสองนนมกถกเรยกวากระบวนการ reactive blending หรอ reactive compatibilization ซงกระบวนการดงกลาวน

สำนกหอ


3

จะทาใหเกดสารชวยเพมความเขากนไดระหวางเฟสในระหวางกระบวนการผสม โดยการใชสารทมความวองไวปฏกรยา (reactive agent) รวมในขณะทาการผสม ดงนนในการผสม SAN กบ NR จงจาเปนตองมการใชสารเพมความเขากนไดเพอทาใหสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมทไดดขนและเกดความเสถยร ซงจากการศกษางานวจยกพบวามผวจยไดทาการศกษาการผสมระหวาง SAN กบ NR โดยใชสารเพมความเขากนไดทเตรยมไดจากการนาเอา NR มาทาการกราฟตกบ SAN ซงจะไดเปน NR-g-SAN จากนนกทาการหลอมผสม SAN

กบ NR-g- SAN ทอณหภม 170 oC ซงจากงานวจยนกพบวากมความเปนไปไดทจะทาการผสม SAN กบ NR และอกทงยงทาใหสมบตดานการทนทานตอการรบแรงกระแทกและเปอรเซนตการดงยดเพมขนอกดวย [ ] อยางไรกตามกระบวนการเตรยมสารเพมความเขากนไดโดยการกราฟต SAN บน NR กอนจะนามาหลอมผสม นนเปนกระบวนการมขนตอนในการทาคอนขางมาก ดงนนผวจยจงไดสนใจทจะทาการเตรยมพอลเมอรผสม SAN กบ NR โดยกระบวนการ reactive blending

โดยใช สารวองไวปฏกรยา รวมในการหลอมผสม SAN กบ NR เพอใหเกดสารเพมความเขากนไดในระหวางกระบวนการผสม ในงานวจยนไดทาการศกษาการผสมระหวาง SANog และ NR โดยทาการศกษาผลของสดสวนการผสมเพอใหเขาใจถงพฤตกรรมการผสมของพอลเมอรทงสองตว จากนนจงทาการศกษาอทธพลของชนดของ สารวองไวปฏกรยา และอทธพลของกระบวนการเตรยมและขนรปพอลเมอรผสมทมตอ สณฐานวทยา สมบตเชงกลและสมบตทางความรอนของพอลเมอรผสม SAN/NR ดวยกระบวนการหลอมผสม จากนนทาการเปรยบเทยบสมบตของพอลเมอรผสม SAN/NR ทเตรยมดวย SAN และ SANog

1.2 วตถประสงคของการวจย

1.2.1 เขาใจการผสมระหวาง SANog และ NR

1.2.2 ศกษาอทธพลของชนดของ สารวองไวปฏกรยา ทมตอสณฐานวทยา สมบตเชงกลและสมบตทางความรอน ของพอลเมอรผสมระหวาง SAN กบ NR 1.2.3 ศกษาอทธพลของกระบวนการในการเตรยมและขนรปพอลเมอรผสม SAN/NR

ทมตอสณฐานวทยาและสมบตเชงกล 1.2.4 ศกษาเปรยบเทยบสมบตของพอลเมอรผสม SAN/NR ทเตรยมโดยใช SAN และ SANog

สำนกหอ


4

1.3 ขอบเขตของการวจย

1.3.1 ศกษาการผสมระหวาง SANog และ NR โดยการปรบเปลยนสดสวนการผสม SANog/NR เปน 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, 30/70 และ 20/80

1.3.2 ในการศกษาอทธพลของชนดของ สารวองไวปฏกรยา ทมตอสณฐานวทยา สมบตเชงกล และสมบตทางความรอนของพอลเมอรผสม SAN/NR นน จะใช SAN เกรดปกต ในการเตรยมพอลเมอรผสม เพอเปนการควบคมตวแปรในเรองของสงปนเปอนทมอยใน SANog ทอาจสงผลตอปฏกรยาในระหวางกระบวนการผสม และทาใหวเคราะหผลของสารวองไวปฏกรยา ไดยาก สวนสารวองไวปฏกรยาทเลอกใชไดแก MA, SMA, peroxide, phenolic resin

1.3.3 กระบวนการผสมและขนรปททาการศกษานนประกอบไปดวย กระบวนการผสมในเครองผสมแบบปด (internal mixer) แลวขนรปดวยกระบวนการอดขนรป (compression

molding) และกระบวนการผสมแบบอดรดในเครองอดรดแบบสกรค แลวขนรปดวยกระบวนการฉดขนรป

1.3.4 การศกษาเปรยบเทยบผลของใช SAN และ SANog ในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR นนจะทาโดยการเลอกสตรผสมทผานการศกษากอนหนามา 1 สตรเพอใชในการเปรยบเทยบ

1.4 ขนตอนการดาเนนงานวจย

1.4.1 ศกษาคนควาเอกสารและงานวจยทเกยวของ 1.4.2 ออกแบบงานวจยและวางแผนการวจย

1.4.3 จดหาอปกรณ วสดและสารเคมทใชในงานวจย

1.4.4 ดาเนนงานวจย 1.4.4.1 ทาการเตรยมพอลเมอรผสมระหวาง SANog และ NR ไมมการเตม สารวองไวปฏกรยา ในอตราสวน 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, 30/70 และ 20/80 ดวยเครองผสมแบบปด ทอณหภม 180 °C โดย สารวองไวปฏกรยา ทงสามชนดนนจะใชแบบชนดเดยวและแบบ สารวองไวปฏกรยา รวม จากนนนาไปขนรปดวยกระบวนการ compression molding

วเคราะหสณฐานวทยาดวยเทคนค SEM ทดสอบสมบตการดงยด สมบตการรบแรงกระแทก 1.4.4.2 ทาการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใช maleic

anhydride (MA), styrene maleic anhydride copolymer (SMA), peroxide และ phenolic resin เปน สารวองไวปฏกรยา ดวยเครองผสมแบบปด ทอณหภม 180 °C โดย สารวองไวปฏกรยา ทงสาม

สำนกหอ


5

ชนดนนจะใชแบบชนดเดยวและแบบ สารวองไวปฏกรยา รวม จากนนนาไปขนรปดวยกระบวนการอดขนรปวเคราะหสณฐานวทยาดวยเทคนค SEM ทดสอบสมบตการดงยด สมบตการรบแรงกระแทก และวเคราะหสมบตทางความรอนดวยเทคนค DSC

1.4.4.3 ทาการเลอกสตรของพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) กบ สารวองไวปฏกรยา ในขอ 1.4.4.1 ทใหผลของสมบตเชงกลดทสดไปทาการศกษาการผสมดวยกระบวนการอดรด แลวขนรปโดยกระบวนการฉดขนรปจากนนนาไปวเคราะหสณฐานวทยาโดยเทคนค SEM ทดสอบสมบตการดงยด สมบตการรบแรงกระแทก และวเคราะหสมบตทางความรอนดวยเทคนค DSC 1.4.4.4 ทาการศกษาการผสมของ SAN/NR (75/25) ดวยกระบวนการอดรด แลวขนรปโดยกระบวนการฉดขนรปโดย NR ทใชจะเปน NR ทมการปรบปรงใหมหมฟงกชน 2 ชนดคอ maleated natural rubber (MNR) และ epoxide natural rubber (ENR) และทาการศกษาผลของสดสวนของยาง MNR และยาง ENR ทใชในการผสมทมตอสณฐานวทยา สมบตเชงกล และสมบตทางความรอน 1.4.4.5 เลอกสตรการผสมมา 1 สตรเพอทาการศกษาเปรยบเทยบสมบตของพอลเมอรผสม SAN/NR ทใช SAN และ SANog

1.4.5 วเคราะหผลการวจยทได

1.4.6 สรปผลงานวจย

1.4.7 รายงานผลงานวจย

1.4.8 เสนอผลงานวจย

1.4.8.1 สอบโครงการวจย

1.4.8.2 บทความวจย

1.5 ประโยชนทไดรบ

1.5.1 สามารถหาชนดของ สารวองไวปฏกรยา และสภาวะทใชในเตรยมพอลเมอรผสมระหวาง SANog กบ NR ทสามารถทาใหสมบตในการรบแรงกระแทกของ SAN เพมขน

1.5.2 เขาใจการเตรยมพอลเมอรผสมระหวาง SAN กบ NR

สำนกหอ


6

บทท 2

วรรณกรรมทเกยวของ

2.1 สไตรน อะครโลไนไตล โคพอลเมอร (styrene-acrylonitrile copolymer, SAN)

ภาพท 2.1 โครงสรางของ Poly(styrene-co-acrylonitrile) (SAN)

สไตรน อะครโลไนไตรล โคพอลเมอร (styrene-acrylonitrile copolymer, SAN) [ ] เปนโคพอลเมอร ซงมอะครโลไนไตรลเปนองคประกอบประมาณ 20-30% และเนองจากธรรมชาตความเปนขวในโมเลกลของอะครโลไนไตรล จงทาใหโคพอลเมอรนมความตานทานตอสารเคมจาพวกไฮโดรคารบอนและนามนไดด นอกจากนโคพอลเมอรยงมจดออนตว (softening point)

ความแขงแรงตอการกระแทก (impact strength) และความตานทานตอการเกด stress cracking และ crazing ดกวาพอลสไตรน เมดพลาสตกของ SAN มลกษณะเปนเมดพลาสตกทมความใส มความแขงแกรง และเหนยว นอกจากนยงมคณสมบตการทนความรอน ทนตอสารเคมไดด ยงถามเปอรเซนตของ อะครโลไนไตรล เพมขนกจะยงทนความรอนไดสงขน รวมทงตานสารเคมไดดขน แตมกจะมสออกเหลองๆและการขนรปกจะยากขนไปดวย สาหรบการนาไปใชประโยชนนยมใชแทนพอลสไตรนเมอตองการความแขงแรงมากขน เชนทาเปนของใชในบานจาพวก แกวนา เหยอกนา เครองปนนาผลไม ชนงานประเภทสขภณฑ ใบพดพดลม ไฟแชก หรอทาเปนบรรจภณฑเครองสาอาง เปนตน นอกจากการนาไปผลตเปนผลตภณฑโดยตรงแลว SAN กยงนยมนาไปผสมกบสารจาพวก impact modifier เพอทาการปรบปรงสมบตในการรบแรงกระแทก ซงพอลเมอรผสมของ SAN ทรจกกนดและนยมนาไปใชมากไดแก acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) วธการเตรยม ABS ในอตสาหกรรมทนยมจะมอย 2 วธคอ วธการ blending โดยการนาเอา SAN กบcrylonitrile-butadiene rubber มาผสมกน อกวธหนงคอการกราฟต (grafting) ซงจะดกวาวธแรก ซงจะทาโดยการนาเอา acrylonitrile และ styrene มาทาการ polymerization ใน butadiene latex ซ

สำนกหอ


7

การใชงาน ABS กจะเปนการนาไปผลตเปนชนสวนพดลม แผงเครองปรบอากาศ สวนประกอบตเยน เปนตน

2.2 ยางธรรมชาต (Natural Rubber, NR) [12]

2.2.1 รปแบบของยางธรรมชาตดบ ยางธรรมชาตหรอยางพาราไดจากนายางจากตนยางพาราสายพนธ Hevea Braziliensis นายางพาราทกรดไดจากตนยางพารามลกษณะเปนสขาวขนและมเนอยางแหง (dry rubber content, DRC) ประมาณ 30% (โดยนาหนก) แขวนลอยอยในนา ปรมาณของเนอยางแหงขนอยกบชนดของพนธยาง อายตนยาง และฤดกาล โดยทวไปยางธรรมชาตดบสามารถแบงออกไดเปนสองรปแบบใหญๆ ไดแก

2.2.1.1 นายาง เนองจากนายางสดทกรดไดจากตนยางมปรมาณนามากเกนไป ไมเหมาะทจะนาไปผลตเปนผลตภณฑและยงใหสนเปลองคาใชจายในการขนสง ดงนน จงจาเปนตองนานายางทไดนไปผานกระบวนการปนเหวยง (centrifugation) เพอลดปรมาณนาในนายางสดจนไดนายางทมปรมาณยางแหงเพมขนจาก 30% เปน 60% โดยนาหนก เรยกนายางทไดนวา นายางขน (concentrated latex) แตเนองจากในนายางมสารอนทรยตางๆ เชน โปรตน และ ฟอสโฟไลปด (phospholipid) ผสมอยในปรมาณเลกนอยซงสารอนทรยเหลานสามารถยอยสลายไดดวยเชอจลนทรยหรอเชอแบคทเรยไดเปนกาซชนดตางๆ เชน กาซคารบอนไดออกไซด กาซมเธน หรอสารประกอบทมไนโตรเจนเปนองคประกอบ ดงนน นายางจงสามารถบดเนาและสงกลนเหมนได จงตองมการเตมสารแอมโมเนยเขาไปหรออาจใชแอมโมเนยรวมกบสารเคมอนๆ เพอชวยรกษาสภาพของนายางขนใหเกบรกษาไวไดนาน

2.2.1.2 ยางแหง ยางไดจากการนายางสดทกรดไดมาเตมกรด (นยมใชกรดอะซตค หรอกรดฟอรมก) เพอใหอนภาคของนายางจบตวกนเปนของแขงแยกตวจากนา จากนนกทาการไลความชนออกจากเนอยางเพอปองกนการเกดเชอรา ยางแหงมทงแบบอดรดและตากแหง

2.2.1.3 ยางแผน (Rubber Sheet) ยางแผนไดจากการนานายางสดมาใสตะกง จากนนกทาการเจอจางดวยนา และเตมกรด ยางจะเกดการจบตวกน จากนนจงนายางทไดไปทาการรดใหเปนแผนดวยเครองรด 2 ลกกลง นาไปลางนา แลวจงทาใหยางแหง โดยสามารถทาไดสองวธ คอนาไปตากแดดหรอผงในอากาศรอนเพอไลความชนยางทไดจะเรยกวายางแผนอบแหงหรอ Air Dried Sheet (ADS) อกวธหนงคอการนายางแผนไปอบรมควนทอณหภม 60-70 ˚C เปนเวลาประมาณ 2-3 วน ยางทไดจะเรยกวายางแผนรมควน (Ribbed Smoked Sheet, RSS)

สำนกหอ


8

2.2.1.4 ยางเครฟ (Crepe Rubber) ยางเครฟสวนใหญเปนยางทไดจากการนาเศษยาง ไปรดในเครองเครฟ (creping machine) พรอมทงใชนาทาความสะอาดเอาสงสกปรกตางๆ ออกไปจากยางระหวางการรด จากนนจงนาไปผงลมใหแหง

2.2.1.5 ยางแทง (Technically Classified Rubber) ไดมาจากการนายางแผนตากแหงมาบดเปนเมดเลกๆ แลวอดเปนแทง ดงนนยางแทง จงเปนยางทมคณภาพสมาเสมอกวายางแผนและยางเครฟ ผานการทดสอบและจดชนเพอรบรองคณภาพตามหลกวชาการ การจดชนของยางแทงจะพจาณาจากสงสกปรกเปนสาคญ

2.2.2 โครงสรางของยางธรรมชาต ยางธรรมชาตมชอทางเคมคอ ซส-1,4-พอลไอโซพรน (cis-1.4-polyisoprene) กลาวคอในโมเลกลยาง 1 โมเลกลจะประกอบดวยหนวยของไอโซพรน (C6H6) มาตอกนเปนสายยาว (แบบเสนตรง) โดยทวไปยางธรรมชาตจะมนาหนกโมเลกลเฉลยอยในชวง 200,000 ถง 400,000 และมการกระจายตวของนาหนกโมเลกลทกวางมาก ยางธรรมชาตมความหนาแนนเทากบ 0.93 g/cm3 ทอณหภม 20 ˚C และมอณหภมของการเปลยนสถานะคลายแกว (glass transition temperature, Tg) ประมาณ -72 ˚C นนหมายความวาหากนายางธรรมชาตไปเกบไวในททมอณหภมตากวา -72 ˚C สมบตของยางธรรมชาตจะเปลยนจากทเคยยดหยนไปเปนของแขงเปราะเชนเดยวกบแกว

ภาพท 2.2 สตรโครงสรางทางเคมของยางธรรมชาต

จากภาพท 2.2 จะเหนวาในหนงหนวยของไอโซพรนจะมพนธะคและมหมอลฟาเมทธลน (α-methylene) ทวองไวตอการเกดปฏกรยา ดงนน พนธะคทมอยในโมเลกลของยางจงเปนสงทจาเปนสาหรบการวลคาไนซดวยกามะถน อยางไรกตาม พนธะคยงสามารถทาปฏกรยากบสารอนๆ ไดอก เชน ออกซเจน หรอโอโซน ทาใหยางเกดการเสอมสภาพ หรออาจทาปฏกรยากบไฮโดรเจน คลอรนหรอไฮโดรเจนคลอไรด เปนตน ซงอตราการเกดปฏกรยาระหวางยาง (ทตาแหนงพนธะค) กบสารเคมตางๆ เหลานจะสงขนอยางรวดเรวเมออณหภมสงขนโดยทวไป ยางธรรมชาตมโครงสรางการจดเรยงตวของโมเลกลแบบอสณฐาน (amorphous) แตทอณหภมตา โมเลกลของยางบางสวนสามารถจดเรยงตวไดอยางคอนขางเปนระเบยบ ยางจงสามารถเกดผลก (crystalline)ได

สำนกหอ


9

การเกดผลกเนองจากอณหภมตาหรอทเรยกวา “low temperature crystallization” จะพบในกรณทเกบยางไวทอณหภมตากวา 20 ˚C เปนเวลานาน โดยยางจะมอตราเรวในการตกผลกสงสดทอณหภมประมาณ -26 ˚C การตกผลกทอณหภมนจะทาใหยางแขงมากขน ทาใหไมสามารถนายางไปผสมใหเขากบสารเคมหรอสารตวเตมอนๆ ได แตเมออณหภมสงขน ผลกทเกดขนกจะถกทาลาย ยางจะออนตวลงและกลบสสภาพเดม ดวยเหตน ประเทศในเมองหนาวจงตองนายางธรรมชาตมาอบทอณหภมประมาณ 50-70 ˚C เพอใหยางออนตวกอนทจะนาไปใชในกระบวนการผลตตอไป ยางธรรมชาตย งสามารถการเ กดผลกเนองจากการยดตวหรอท เ รยกวา “strain-induced

crystallization” จะพบเมอยางถกยดจนมความยาวมากกวาความยาวตงตนประมาณ 2-3 เทา การเกดผลกเนองมาจากการยดตวของยางจะทาใหยางมสมบตเชงกลทดขน นนคอ ยางจะมความทนทานตอแรงดง ความทนทานตอการฉกขาด และความตานทานตอการขดถ สงกวายางสงเคราะห

2.2.3 สมบตทวไปของยางธรรมชาต ความยดหยน (elasticity) สมบตความยดหยนเปนลกษณะเดนอกประการหนงของยางธรรมชาตกลาวคอยางธรรมชาตทวลคาไนซแลวจะมความยดหยนสง เมอแรงภายนอกทมากระทากบยางหมดไป ยางจะกลบคนสรปรางและขนาดเดม (หรอใกลเคยง) ไดอยางรวดเรว

ความเหนยวตดกน (tack) ยางธรรมชาต (ในสภาพทยงไมคงรป) มสมบตดเยยมในดานความเหนยวตดกนซงเปนสมบตสาคญของการผลตผลตภรฑทตองอาศยการประกอบชนสวนตางๆ เขาดวยกน เชน ยางลอรถยนต เปนตน

ความทนทางตอแรงดง (tensile strength) เนองจากยางธรรมชาตสามารถตกผลกไดงายเมอถกดงยด ซงผลกทเกดขนจะชวยเสรมความแขงแรงใหกบยาง ดงนน ยางธรรมชาตจงมความตานทานตอแรงดงสงมากโดยไมตองใชสารตวเตมเสรมแรงเขาชวย ( ~ 20 MPa หรอสงกวานน) การเตมสารตวเตมเสรมแรงลงไปกจะทาใหคาความทนทานตอแรงดงสงขน ซงสมบตนจะแตกตางจากยางสงเคราะหซงสวนใหญทมกมคาความทนทานตอแรงดงตา จงไมสามารถนาไปใชงานในทางวศวกรรมไดนอกจากจะมการเตมสารตวเตมเสรมแรงเขาชวยเทานน

ความทนทานตอการฉกขาด (tear strength) ยางธรรมชาตมความทนทานตอการฉกขาดสงมากทอณหภมหองและทอณหภมสง การเตมสารตวเตมเสรมแรงลงไปกจะชวยทาใหคาความทนทานตอการฉกขาดของยางสงขน

สมบตเชงพลวต (dynamic properties) ยางธรรมชาตมสมบตพลวตทด ยางมการสญเสยพลงงานในรปของความรอนตาในระหวางการใชงาน นอกจากน ยางธรรมชาตยงมความตานทานตอการลาตว (fatigue resistance) ทสงมากอกดวย

สำนกหอ


10

สมบตความตานทานตอการขดถ (abrasion resistance) ยางธรรมชาตมคาความตานทานตอการขดถสง แตยงดอยกวายาง SBR เลกนอย อยางไรกตาม เมอเปรยบเทยบกบยางสงเคราะหชนดอนๆ พบวายางธรรมชาตมคาความตานทานตอการขดถอยในกลมทสงมาก

ความเปนฉนวนไฟฟา (insulation) ยางธรรมชาตมความเปนฉนวนสงมาก โดยมคาความตานทานไฟฟาจาเพาะ (specific resistivity) สงถง 1015 หรอ 1016 ohm.cm

ความทนทานตอของเหลวและสารเคม (liquid and chemical resistance) เนองจากองคประกอบของยางธรรมชาตเปนสารไฮโดรคารบอนทไมมขว ดงนน ยางดบจงละลายไดดในตวทาละลายทไมมขว เชน เบนซน เฮกเซน และโทลอน เปนตน ความสามารถในการละลายนจะลดลงเมอยางเกดการวลคาไนซเนองจากการเชอมโยงทางเคมเปนโครงสรางตาขายสามมตในยางวลคาไนซในยางจะไปขดขวางกระบวนการละลายของยาง ยางวลคาไนซจงเพยงแตเกดการบวมในตวทาละลายเทานน อยางไรกด การบวมตวของยางดงกลาวจะทาใหสมบตเชงกลของยางดอยลง ดวยเหตน ยางธรรมชาตจงไมทนตอนามนปโตรเลยมหรอตวทาละลายทไมมขวตางๆ แตยางจะทนตอของเหลวทมขว เชน อะซโตน หรอแอลกอฮอล นอกจากนยางธรรมชาตยงทนกรดและดางเจอจางไดด แตไมทนกรดไนตรกและกรดกามะถนเขมขน

การเลอมสภาพเนองจากความรอน โอโซน และแสงแดด เนองจากยางธรรมชาตมพนธะคอยมาก ทาใหยางวองไวตอการเกดปฏกรยากบออกซเจน (เรยกปฏกรยาทเกดขนวาปฏกรยาออกซเดชน) โดยมแสงแดดหรอความรอนเปนตวเรงปฏกรยา ดงนนยางธรรมชาตจงถกออกซไดซไดงาย นอกจากน ยางธรรมชาตยงไมทนตอโอโซนเพราะเมอยางถกยดและไดรบโอโซนนานๆ จะเกดรอยแตกขนาดเลกจานวนมากทบรเวณพนผวในทศตงฉากกบทศทางการยดตวของยาง ดวยเหตน ในระหวางการผลตผลตภณฑจงตองมการเตมสารเคมบางชนด เชน (สารปองกนการเสอมสภาพ (anti-degradant) และไข (wax)) เพอยดอายการใชงานของยางธรรมชาต

การหกงอทอณหภมตา (low temperature flexibility) ยางธรรมชาตยงคงรกษาสมบตความยดหยนหรอความสามารถในการหกงอไดแมทอณหภมตามากๆ Compression set ยางธรรมชาตมคา compression set คอนขางตาทงทอณหภมหองและอณหภมสงปานกลาง อยางไรกตามคา compression set ทอณหภมตาของยางธรรมชาตจะสงขนเนองจากยางอาจเกดการตกผลกทาใหความยดหยนของยางเรมสญเสยไป ในขณะทคา compression

set ทอณหภมสงของยางธรรมชาตจะมคาสงขนเนองจากยางธรรมชาตไมทนตอความรอน ยางจงเกดการเสอมสภาพ ซงจะสงผลใหสมบต compression set ดอยลง

การกระเดง (rebound resilience) ยางธรรมชาตมสมบตการกระเดงสง (สงกวายางชนดอนๆ ทงหมด ยกเวนยาง BR) และในระหวางการเปลยนแปลงของรปราง ยางจะสญเสยพลงงานใน

สำนกหอ


11

รปของความรอนนอย (ม hysteresis ตา) ยางธรรมชาตจงมความรอนสะสมตาเมอถกใชงานในเชงพลวตยางชนดนจงเหมาะทจะใชในการผลตผลตภณฑยางทมขนาดใหญ เชน ยางรถบรรทกหรอยางลอเครองบน เพราะหากใชยางทมความรอนสะสมสงกอาจทาใหยางเกดการระเบดไดงาย

อณหภมของการใชงาน (service temperature) ยางธรรมชาตสามารถใชงานไดทอณหภมตงแต -55 ˚C จนถง 70 ˚C อยางไรกตาม หากเกบยางไวทอณหภมตานานๆ ยางอาจเกดการตกผลกซงจะทาใหยางแขงขนและสญเสยความยดหยนไป แตเมออณหภมทงานสงเกนไป สมบตเชงกลตางๆ กจะดอยลงเนองจากความรอนทาใหยางเสอมสภาพ ในบางกรณทมการออกสตรผสมเคมยางไดอยางเหมาะสม (มการเตมสารปองกนการเสอมสภาพลงไป) ยางธรรมชาตอาจสามารถนาไปใชงานไดอยางตอเนองทอณหภมสงถง 90 ˚C หรออาจสงถง 100 ˚C (ในกรณทยางไดรบอณหภมสงเปนชวงๆ เทานน)\

2.3 ยางธรรมชาตดดแปลง (Modified natural rubber)

2.3.1 ยางธรรมชาตอพอกไซด (epoxidized natural rubber, ENR)

ยางธรรมชาตอพอกไซด (ENR) เปนยางธรรมชาตทเปลยนโครงสรางโดยใชสารประเภทกรดเปอรออกซ (peroxy acid) ซงไดจากการใชกรดรวมกบไฮโดรเจนเปอรออกไซด

(H2O2) ยกตวอยางเชน การใช formic acid รวมกบ H2O2 จะไดเปน performic acid โดยยาง ENR ทไดจะมออกซเจนอยในโครงสรางโมเลกลทาใหยางธรรมชาตมความเปนขว ซงมสตรโครงสรางดงในภาพท 2.3

ภาพท 2.3 โครงสรางโมเลกลของยาง ENR

ยาง ENR เปนยางทไดจากการเตมออกซเจนเขาไปในโมเลกลของยาง ตรงบรเวณพนธะคเกดเปนวงแหวนอพอกไซดโดยผานปฏกรยาอพอกซเดชน (epoxidation) โดยมรอยละโดยโมลอพอกไซดตงแตรอยละ 10-50 ยาง ENR ทไดจงมความเปนขวสงกวายางธรรมชาตทวไป ยาง ENR นนจะมลกษณะเปนสนาตาลเขมกวายางธรรมชาตปกต ซงสามารถเตรยมไดจากนายางและยางแหง โดยมการผลตขนเพอปรบปรงสมบตบางประการของยางธรรมชาตใหดขน เชน ทาใหยางมความเปนขวมากขน สามารถทนตอนามนและตวทาละลายทไมมขวไดดขน สามารถทนตอ

สำนกหอ


12

โอโซน และการซมผานของอากาศไดด เพราะพนธะคในโครงสรางยางธรรมชาตมปรมาณนอยลง อยางไรกตามกจะมสมบตบางประการทดอยกวายางธรรมชาต เชน มความยดหยนตาลง และหากนาไปวลคาไนซดวยกามะถนยางจะไมทนตอความรอน ยาง ENR มกใชในอตสาหกรรมกาว หรอสารยดตด รองเทา ส และยางรถยนต เปนตน

2.3.2 ยางธรรมชาตมาลเอต (maleated natural rubber, MNR) [13]

กราฟตโคพอลเมอรของ MA กบ NR นนไดรบการศกษากนอยางกวางขวาง ซงผลตภณฑของโคพอลเมอรทไดนนนยมนาไปเปนองคประกอบหลกในการเตรยม reactive blend หรอใชเปน blend compatibilizer การทาใหเกดการกราฟตของ MA ลงบนโมเลกลของ NR นนสามารถทาไดทงในสภาวะหลอมเหลวและสารละลาย ซงการเรมตนปฏกรยาการกราฟตนน สามารถใช peroxide เปนตวเรมตนปฏกรยา (initiator) [ ] หรอแรง shear สภาวะหลอมเหลวของยางในเครองผสมแบบปดทอณหภมสง [ , ] ซงกลไกของปฏกรยากรากราฟตของ MA บน NR ทนาจะเกดขนภายใตแรง shear และอณหภมสงนนแสดงในภาพท 2.4

ภาพท 2.4 กลไกการกราฟตของ MA บนโมเลกลของ NRทนาจะเปนไปได [ ]โดยทกลไก (A)

Free radical mechanism (B) Diels-Alder reaction [15]

2.4 พอลเมอรผสม (Polymer Blend) [ ]

การทาพอลเมอรผสมเปนวธการปรบปรงสมบตของพอลเมอรทนยมใชกนมาก โดยการนาพอลเมอร 2 ชนด ซงอยในสถานะทเปนของไหล ไดแก เปนสารละลาย (solution) หรอสารหลอมเหลว (molten) มาผสมใหอยรวมเปนเนอเดยวกน (blending) ไดเปนพอลเมอรผสม ซงมสมบตทดของพอลเมอรแตละชนดมารวมกน แตการผสมเขาเปนเนอเดยวกนของพอลเมอรตางชนด

สำนกหอ


13

กนนน โดยธรรมชาตแลวจะเปนไปไดยาก ดงนน พอลเมอรผสมทไดจงไมละลายเขากนอยางแทจรง และพบวาเมออยในสถานะทเปนของแขง พอลเมอรชนดหนงจะกระจายอยในเนอหรอเมทรกซทตอเนอง (continuous matrix) ของพอลเมอรอกชนดหนง ทงนการกระจายตวดงกลาวตองมขนาดเลกและมความสมาเสมอสมาเสมอ มฉะนน จะทาใหเกดเปนขอบกพรอง (defects) ของผลตภณฑ และสงผลใหสมบตเชงกลของพอลเมอรผสม ตากวาพอลเมอรบรสทธทนามาใชผสม

ดงนนในการเตรยมพอลเมอรผสม จงตองพจารณาถงสภาพเขากนได (compatibility)

2.4.1 ความเขากนไดของพอลเมอร (Miscibility of polymers) [17] ในการพจารณาการเขากนไดของการผสมนนจะพจารณาจากสมบตทางเทอรโมไดนามกส (thermodynamic) สาหรบพอลเมอรทสามารถผสมเขากนไดเปนเนอเดยวนนจะตองมคา Gibbs free energy ของการผสม (∆Gmic) เปนลบ ซงคา ∆Gmic นนหาไดจากความสมพนธดงสมการ

∆Gmic = ∆Hmix - T∆Smix

อยางไรกตามในการเตรยมพอลเมอรผสม ซงมนาหนกโมเลกลสงนนจะมคาเอนโทรป (entropy, ∆Smix) นอยมาก ดงนนถาคา ∆Gmic จะมคาเปนลบได สามารถเกดขนไดกรณเดยวคอ จะตองมคาเอนทาลป (enthalpy, ∆Hmix) ของการผสมเปนลบ นนแสดงวากระบวนการผสมจะตองเปนกระบวนการคายความรอน (exothermic) ซงการผสมจะตองเกด interaction ของพอลเมอรทนามาผสมกน โดย interaction นนอาจจะเปนไดทง strongly ionic interaction และ nonbonding

interaction อยางเชน hydrogen bonding, ion – dipole, dipole – dipole และ donor acceptor

interaction ซงจะยกเวน Van der Waals interaction

2.4.2 ชนดของพอลเมอรผสม (Types of polymer blends) [17] พอลเมอรผสมสามารถแบงไดเปน 3 ชนดคอ

2.4.1.1 ผสมกนไดอยางสมบรณ (completely miscible blend) พอลเมอรทผสมกนไดอยางสมบรณนนจะมคา ∆Hmix < 0 เนองจากเกด interaction ทจาเพาะขน ซงสณฐานวทยาของพอลเมอรผสมนมความเปนเนอเดยวกนในระดบนาโนเมตร แตไมถงในระดบโมเลกล ซงตวอยางของพอลเมอรผสมทผสมกนไดสมบรณในชวงอณหภมทกวางและทกสดสวนการผสม ไดแก PS/PPO ซงทาใหพอลเมอรผสมทไดนนมสมบตรวมกน ทงความตานทานตอความรอน ไมเกดการลกตดไฟ ซงเปนคณสมบตของ PPO และสามารถ process ไดงายแบบ PS พอลเมอรทผสมกนไดอยางสมบรณนนจะม glass transition

temperature (Tg) เพยงคาเดยว ซงจะเกดขนระหวาง Tg ของพอลเมอรทนามาใชผสมแตละตว

สำนกหอ


14

2.4.1.2 ผสมกนไดบางสวน (partially miscible blends) โดยพอลเมอรทนามาผสมกนนนจะมสวนหนงทสามารถละลายกบพอลเมอรอกตวหนงได ซงจะทาใหพอลเมอรผสมทไดมสณฐานวทยาทความละเอยดและมสมบตทยอมรบได ซงมกจะเรยกพอลเมอรผสมชนดนวา “ compatible polymer blend” ซงพอลเมอรผสมทได จะมคา Tg ของพอลเมอรแตละตวปรากฏอย แต Tg นนจะเกดการ shift จากคา Tg ของ pure polymer แตละตวเขามาหากน โดยตวอยางของพอลเมอรผสมแบบนไดแก PC/ABS

2.4.1.3 ผสมกนไมได (fully immiscible) พอลเมอรผสมชนดนจะมสณฐานวทยาทหยาบ มแรงยดเหนยวระหวางเฟสทไมด สงผลทาใหสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมทไดนนแย และไมสามารถใชงานได แตอยางไรกตามเราสามารถเพมความเขากนได (compatible) ใหกบพอลเมอรผสมชนดนไดดวยการใช สารชวยเพมความเขากนได (compatiblizer)

2.5 สารชวยเพมความเขากนได (Compatiblizer) [16]

สารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) คอ พอลเมอรหรอโคพอลเมอร ทนยมใชเปนสารเตมแตงเพอเพมความเขากนไดระหวางพอลเมอรผสมทไมสามารถเขากนไดเพอชวยเพมสมบตของพอลเมอรผสม หรอใชเพอใหเกดการกระจายตวทดของสารตวเตม (fillers) ในการเตรยมพอลเมอรคอมโพสต โดยสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) นนสามารถแบงออกไดเปน 3 ประเภทหลกคอ

2.5.1 บลอกหรอกราฟตโคพอลเมอร (Block or Graft Copolymers)

การใชบลอกหรอกราฟตโคพอลเมอร ในการทาใหเกดการเขากนไดนน จะมกระบวนการคอ โคพอลเมอรนจะเขาไปบรเวณพนผวของพอลเมอรเพอลดแรงตงผว ซงจากรปจะเหนวาโคพอลเมอรสแดงจะเปนสวนทเขากบพอลเมอร A (เฟสตอเนอง) สวนโคพอลเมอรสฟาจะเปนสวนททาใหเกดการเขากนไดกบพอลเมอร B (เฟสทกระจายตว) เปนผลใหแรงตงผวของพอลเมอรลดลง ทาใหเกดการยดตดทพนผวและเกดการกระจายตวของพอลเมอร B ไดดขน

ภาพท 2.5 แผนภาพแสดงการใชบลอกหรอกราฟตโคพอลเมอร เปนสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) [16]

สำนกหอ


15

การเตมบลอกหรอกราฟตโคพอลเมอร เปนเทคนคหนงทไดรบความนยมในการผสมเพอเพมความสามารถในการเขากนได บลอกโคพอลเมอรจะไดรบความนยมมากกวากราฟตโคพอลเมอรโดยเฉพาะบลอกโคพอลเมอรทประกอบดวยบลอกของพอลเมอรทเหมอนกนกบพอลเมอรแตละชนดทนามาผสมกน โดยโคพอลเมอรทใชตองมโครงสรางทางเคมและนาหนกโมเลกลทเหมาะสมทจะไปอยระหวางเฟสของ พอลเมอรแตละชนดโครงสรางทางเคมและนาหนกโมเลกลของโคพอลเมอรจะมผลอยางมากตอประสทธภาพของการเปนสารชวยผสม จากการตรวจสอบประสทธภาพของสารชวยผสม โดยการทดสอบสมบตความทนแรงดงสามารถสรปผลไดดงน

- บลอกโคพอลเมอรมประสทธภาพมากกวากราฟตโคพอลเมอร

- ไดบลอกโคพอลเมอรมประสทธภาพมากกวาไตรบลอกโคพอลเมอร

- ไดบลอกโคพอลเมอรทประกอบดวยบลอกทมความยาวลดหลนลงมามประสทธภาพสงกวาไดบลอกโคพอลเมอรทประกอบดวยบลอกทมความยาวเทากน

2.5.2 พอลเมอรทมความเปนขวแตไมวองไวตอการเกดปฏก รยา (Nonreactive

polymers containing polar groups)

ภาพท 2.6 แผนภาพแสดงการใชพอลเมอรทมความเปนขวอยบนสายโซโมเลกลเปนสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) [ ] ซงหลกการทางานของสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) ชนดนจะเกดขนโดยโคพอลเมอรทมความเปนขวอยบนโมเลกลจะเกดอนตรกรยากบพอลเมอร ซงอนตรกรยาทเกดขนอยางเชน hydrogen bonding และถาอนตรกรยานเกดขนมากจะทาใหการยดเหนยวระหวางพอลเมอรกบโคพอลเมอรนมความแขงแรงมาก และสงผลใหเกดความเขากนไดดและมประสทธภาพมากยงขน โดยทวไปแลวสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) นนจะตองเขากนไดกบหนงเฟส (ซงโดยทวไปแลวจะเปนเฟสทไมมขว) และจะตองทาใหเกดอนตรกรยากบเฟสอนทอยในระบบ

สำนกหอ


16

2.5.3 พอลเมอรทหมฟงกชนหรอสวนทวองไวตอการทาปฏกรยา (Functional/

Reactive Polymers)

ภาพท 2.7 แผนภาพแสดงการใชพอลเมอรทหมฟงกชนหรอสวนทวองไวตอการทาปฏกรยาเปนสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) [ ]

หลกการทางานของสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) ชนดนคอจะเปนการเกดปฏกรยาระหวางหมฟงกชนของพอลเมอรทตางกน โดยตวของสารชวยเพมความเขากนได (Compatibilizer) จะเปนโคพอลเมอรทมหมฟงกชนซงจะสามารถเขากนไดกบพอลเมอรทเปนเฟสตอเนองสวนหมฟงกชนของโคพอลเมอรนนจะสามารถเกดปฏกรยากบหมฟงกชนของเฟสทกระจายตวได ซงสารในกลมนจะประกอบดวยสวนของโมเลกลทมความเปนขวแตไมวองไวตอการเกดปฏกรยาและหมทมความวองไวตอการเกดปฏกรยา ซงหมทมความวองไวทนยมใชกนนนไดแก Maleic anhydride (MAH) และ glycidyl methacrylate (GMA) เปนตน

การเตมพอลเมอรทมหมฟงกชนเพอทาหนาทเปนสารชวยผสม บอยครงเปนการนาพอลเมอรชนดใดชนดหนงทจะทาการผสมมาดดแปรใหมหมฟงกชน หรอสวนทวองไวตอปฏกรยา โดยหมฟงกชนดงกลาวตองสามารถเกดปฏกรยา หรอมแรงดงดดระหวางโมเลกล เชน พนธะไอออนก กบพอลเมอรชนดทสองไดกระบวนการดดแปรพอลเมอรใหมหมฟงกชนสามารถทาไดในเครองปฏกรณหรอโดยผานกระบวนการอดรด ตวอยางเชน Maleic anhydride ทกราฟตบนสายโซของพอลโอเลฟนส โดยหมคารบอกซลกของ Maleic anhydride มความสามารถในการเกดปฏกรยาเคมกบหมอะมโนของพอลเอไมดได ทงนพอลโอเลฟนสกราฟต Maleic anhydride จดเปนสารชวยผสม ทไดรบความนยมในทางการคาและมราคาไมแพงนก

2.5.4 การทาใหเกดปฏกรยากราฟตโคพอลเมอรหรอพอลเมอไรเซชนในระหวางการผสม (In-situ Grafting Polymerization) [ ] การทาใหเกดปฏกรยากราฟตโคพอลเมอรหรอพอลเมอไรเซชนในระหวางการผสม หรอ reactive blending เปนวธใหมทใชในการผสมพอลเมอรใหเขากนได โดยตางจากวธอนๆ คอองคประกอบททาการผสมจะถกนามาดดแปรเพอใหสามารถ

สำนกหอ


17

เกดปฏกรยากบพอลเมอรอกชนดหนงได โดยไมจาเปนตองเตมสารชวยผสม ตวอยางเชน การผสมระหวางพอลคารบอเนตกบพอลเอสเทอร แมวาในบางครงการผสมแบบไมตอเนองสามารถนามาใชกบการผสมแบบ reactive blending ได แตการใชกระบวนการผสมแบบตอเนองเชน การอดรดแบบสกรเดยว (single-screw extruder) และการอดรดแบบสกรค (twin-screw extruder) กไดรบความนยมเชนกน เพราะกระบวนการดงกลาวสามารถควบคมอณหภม และสงทไมตองการจากดาเนนไปของปฏกรยาไดดกวา กลไกในการเกดปฏกรยาในการผสม อาจมไดดงน

2.5.4.1 เกดกราฟตหรอบลอกโคพอลเมอร จากการเกดปฏกรยาเคมระหวางหมทวองไวตอปฏกรยาเคมในพอลเมอร ซงอาจกระตนไดโดยการเตมตวรเรม (initiator)

ในระหวางการผสม

2.5.4.2 เกดบลอกโคพอลเมอรจากปฏกรยาการแลกเปลยน (interchange

reaction) ทสายโซโมเลกลหลกของพอลเมอรแตละชนดทนามาผสมกน ซงสวนใหญจะเกดกบพอลเมอรชนดควบแน

2.5.4.3 เกดการขาดและรวมกนใหมของแตละโมเลกล เพอสรางบลอกหรอกราฟตโคพอลเมอรโดยกระบวนการดงกลาวจะเกดภายใตภาวะทแรงเฉอนสงสงเสรมใหเกดปฏกรยาโดยการเตมตวเรงปฏกรยา (catalyst)

สำนกหอ


18

2.6 รายงานผลงานวจยทผอนไดทามาแลว

M. Schneider, T. Pith and M. Lambla [ ] ไดทาการศกษาการผสมระหวาง poly(styrene-co-acrylonitrile)(SAN) กบอนภาคของยางธรรมต (Natural rubber, NR) ซงทาหนาทเปน reinforcement โดยอนภาคยางทใชจะถกเคลอบดวย poly(methyl methacrylate) (PMMA) ซงจากนนกทาการผสม SAN กบ อนภาคยางทเคลอบ PMMA ซงอยในรปของ latex ลงไปในเครอง อดรดแบบสกรคโดยพรอมกน ซงจากการผสมพบวาอนภาคของยางสามารถกระจายตวไดดใน SAN และจากการทดลองยงพบพอลเมอรผสมทไดนนมความเหนยวเพมขนเมอเทยบกบ SAN และ

SAN ทผสมกบยางทไมไดเคลอบดวย PMMA

George, S. Maiti และ I. Varma [ ]ไดทาการเตรยม SAN ผสมกบ NR แต NR ทใชนนจะถกนาไปเปลยนเปน NR-g-SAN โดยวธการเตรยมดงภาพท 2.8 จากการทดลองผวจยพบวาพอลเมอรผสมทเตรยมไดนนมคา impact strength ทสงขนเมอเทยบกบ SAN และจากการศกษาผลของปรมาณ rubber content นนพบวาเมอปรมาณ rubber content เพมขนจะทาใหคา elongation at

break เพมขน แตคา flexural strength, Tensile strength ลดลง

ภาพท 2.8 แผนภาพแสดงการเตรยม SAN/NR-g-SAN blends [10]

สำนกหอ


19

W. Hale, H. Keskkula และ D. R. Paul [ ]ไดทาการศกษาการผสม poly(butylene

terephthalate), (PBT) กบ acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer (ABS) พบวาความตานทานของพอลเมอรผสมนเพมขนเมอเตม methyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethyl acrylate

terpolymers (MGE) ซงทาหนาทเปน reactive compatibilizer ทงนเนองจาก MGE นนสามารถเขาไดดกบทง PBT และ ABS โดยหมอพอกไซดของ MGE สามารถทาปฏกรยากบหม carboxyl ทปลายสายโซของ PBT และหม nitrile ของ ABS ไดเมอมกรดเปนตวเรงปฏกรยาดงภาพท 2.9

ภาพท 2.9 แสดงปฏกรยาของ nitrile group กบ epoxide group [ ]

N. Kitayama, H. Keskkula และ D.R. Paul [20]ไดทาการศกษาการผสม Nylon 6 กบ SAN โดยใช imidized acrylic polymer (IA, EXL4140 Rohm & Haas) ซงประกอบดวย 55%

methyl gluarimide 56% methy methacrylate 21% methacrylic acid และ 1.08% glutaric anhydrile

และ styrene/acrylonitrile/maleic terpolymer (SANMA) ซงม MA อย 1.3% เปน compatibilizer

โดยจากผลการทดลองพบวา การกลบเฟสในกรณทใช IA จะเลอนไปทาง Nylon 6 สงขนเนองจากเกดการกราฟตขนระหวางกระบวนการผสมทาให Nylon 6 มความหนดสงขน สวน SANMA นนมผลตอการกลบเฟสนอย นอกจากนยงพบวาการใช IA เพยง 3% นนมผลตอการลดขนาดของอนภาคในพอลเมอรผสม และความเสถยรของสณฐานวทยา

สำนกหอ


20

C. Nakason, S. Saiwaree, S. Tatun และ A. Kaesaman [15] ไดทาการศกษาสมบตทาง rheological สมบตทางความรอนและสณฐานวทยาของ maleated natural rubber (MNR) และพอลเมอรของ PMMA กบ MNR ซงในการวจยผวจยไดทาการเตรยมยาง MNR ในสภาวะหลอม โดยไมใชสารเคมอนในการรเรมปฏกรยา แตจะใชเพยงแรง shear ในระหวางกระบวนการผสมเพอทาใหเกด active site สาหรบปฏกรยาการกราฟต โดย MNR นนจะเตรยมในเครองผสมแบบปดทอณหภม 135 °C ความเรวในการหมนของ rotor เทากบ 60 rpm เปนเวลา 10 นาท ซงปรมาณของ MA ทใชเตรยม MNR นนจะถกปรบเปลยนเปน 4, 6, 8, 10 และ 12 phr ซงผลทไดพบวากระบวนการเตรยมดงกลาวนนสามารถทาใหเกดการกราฟตของ MA บนโมเลกลของ NR ไดจรง ซงเหนไดจากผลของ FTIR ในภาพท 2.10

ภาพท 2.10 Infrared spectra ของ NR และ MNR ทใช MA10 phr (MNR-10) [15]

ซงจากภาพท 2.10 นนจะเหนวา MNR-10 นนม peak ทสาคญเกดขนเมอเทยบกบ NR

ซงคอ peak ทชดเจนท 1784 cm-1 และ peak ท 1854 cm-1 ซง peak ทเกดขนนแสดงถงการสนแบบยดของ C=O ของ succinic anhydride ring ทกราฟตอยบน NR นอกจากนยงเกด peak ท 1710 cm-1

ขนซงบงบอกถง carbonyl groups ทเกดเนองจากปฏกรยาของหม anhydride กบความชน

นอกจากน เมอพจารณาปรมาณการกราฟตของ MA บน NR นนกพบวาปรมาณการกราฟตจะเพมเมอปรมาณของ MA เพมมากขนดงภาพท 2.11 ซงจากผลการทดลองนนกพบวาปรมาณการกราฟตนนเพมขน เมอ MA มความเขมขนเพมขน [15]

สำนกหอ


21

ภาพท 2.11 ผลของปรมาณ MA ทมผลตอปรมาณการกราฟตตดของ MA และ absorbance ratio

[15]

E. Carone Jr, U. Kopcak, M.C. Gonc¸alves และ S.P. Nunes [ ] ไดทาการศกษาการเตรยมพอลเมอรผสมระหวาง polyamide 6 กบยาง NR โดยใช MA เปน สารวองไวปฏกรยา โดยจะใชกระบวนการทาใหเกดปฏกรยา compatibilization ในระหวางกระบวนการผสม ซงผลการทดลองไดพบวา การใช MA ในกระบวนการผสมนนจะทาใหจะทาใหเกดกราฟตโคพอลเมอรระหวาง polyamide 6 และ NR ซงยนยนไดจากผลของการทา molau test ดงในภาพท 2.12

ภาพท 2.12 สารละลาย molau test ในกรด formic acid ของพอลเมอรผสม 75/25: a) Polyamide

6/NR และ b) Polyamide 6 /(NR 3 wt% MA) [5]

โดยทจะเหนไดวาการใช MA เปน สารวองไวปฏกรยา นนจะชวยทาใหเกดกราฟตโคพอลเมอรขน ซงกราฟตโคพอลเมอรทเกดขนนนจะทาหนาทเปนอมลซฟายเออร (emulsifier) ชวย

สำนกหอ


22

ทาใหอนภาคของยาง เกดการแขวนลอยจงทาใหเกดเปนสารละลาย molau test ทมสขาวขน และเมอเปรยบเทยบกบกรณทไมเตม MA นนจะพบวาสารละลาย molau test จะเปนสารละลายใสเนองจากไมมกราฟตโคพอลเมอรททาหนาทเปนอมลซฟายเออร จงไมเกดการแขวนลอย นอกจากนพอลเมอรผสมของ polyamide 6 /NR ทมการใช MA ดวยนนจะมลกษณะการกระจายตวของอนภาคยางทมขนาดเลกการใช polyamide 6 ผสมกบ NR เพยงอยางเดยว

สำนกหอ


23

บทท 3

วธดาเนนงานวจย

3.1 วตถดบและสารเคมในการทาวจย

3.1.1 Poly(styrene-co-acrylonitrile) (SAN) เกรดฉดขนรป 120PC บรษท Integrate

Refinery Petrochemical Complex (IRPC)

3.1.2 Styrene-acrylonitrile copolymer off grade (SANog) เปนผลตภณฑทไดจากกระบวนการเปดเครองเพอผลต SAN ของบรษท Integrate Refinery Petrochemical Complex

(IRPC)

3.1.3 ยางแผนตากแหง (Air dry sheet natural rubber) (NR)

3.1.4 ยางธรรมชาตปรบปรงดวยหมอพอกไซด (epoxide natural rubber) (ENR) ซงมปรมาณของ epoxide 13 เปอรเซนตโดยโมล 3.1.5 Maleic anhydride (MA) ความบรสทธ 99.9% บรษท Scharlab ซงมลกษณะโครงสรางโมเลกลดงภาพท 3.1

ภาพท 3.1 โครงสรางโมเลกลของ MA

3.1.6 Styrene-maleic anhydride copolymer (SMA) เกรด 1000P บรษท Chemical

innovation ประเทศไทย ซงมโครงสราง (n = 1, m = 1) และนาหนกโมเลกล (Mw) = 5500

ภาพท 3.2 โครงสรางโมเลกลของ SMA

สำนกหอ


24

3.1.7 Peroxide, 2,5-Bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane, ผสมกบ calcium

carbonate and silica มความเขมขนของ peroxide 45 %wt. ชอทางการคา Luperok เกรด 101 XL45

ภาพท 3.3 โครงสรางโมเลกลของ peroxide (Luperox 101 XL45) จากบรษท Schenectedy

Chemicals

3.1.8 Phenolic resin (HRJ-1367)

ภาพท 3.4 โครงสรางของ Phenolic resin HRJ-1367 (R = t- butyl, n = 1-10)

3.1.9 Stannous chloride (SnCl2) ใชเปนตวเรงปฏกรยาของ Phenolic resin

3.1.10 สารเคมสาหรบยาง 3.1.10.1 Stearic acid

3.1.10.2 Zinc oxide (ZnO)

3.1.10.3 Ethylene wax

3.1.11 Toluene

3.1.12 n-hexane

3.1.13 Dimethylformamide (DMF) เกรด analytical จากบรษท Ajex Finechem Pty

Ltd

3.2 เครองมอทสาคญในงานวจย

3.2.1 เครองผสมแบบปด (Internal mixer) (BRABENDER, Germany)

3.2.2 เครองบดพลาสตก (Plastic Grinder) (Bosco, Thailand)

3.2.3 เครองขนรปแบบอด (Compression molding) (Labtech, Thailand)

3.2.4 เครองอดรดแบบสกรค (co-rotating twin screw extruder) (HRJ-25, China)

สำนกหอ


25

3.2.5 เครองฉดขนรป (Injection molding) (Batterfied model, Germany)

3.2.6 เครองผสมแบบเปด (Two roll mill)

3.3 เครองมอวเคราะห

3.3.1 เครองวเคราะหโครงสรางทางกายภาพดวยลาแสงอเลกตรอนแบบสองกราด scanning electron microscopy (SEM) รน CAMSCAN mx200 ประเทศองกฤษ

3.3.2 เครองทดสอบสมบตเชงกลของวสด universal tensile machine (UTM) รน 5969

บรษท Instron

3.3.3 เครองมอทดสอบสมบตความตานทานตอการรบแรงกระแทก (impact tester) รน Zwick, B5102.202

3.3.4 เครองทดสอบดชนการไหล (melt flow index equipment)

3.3.5 เครองว เคราะหสมบตทางกายภาพโดยใชความแตกตางของความรอน (differential scanning calorimeter (DSC) รน DSC1 บรษท Mettler Toledo

3.3.6 เครองวเคราะหการสลายตวทางความรอน themogravimetric analyzer (TGA)

รน TGA/DSC1 บรษท Mettler Toledo

3.3.7 เครองวเคราะหสารดวยอนฟาเรด fourier transform infrared spectometer (FTIR)

รน Vertex 70 บรษท Bruker

3.4 ขนตอนในการดาเนนงานวจย

3.4.1 การศกษาเปรยบเทยบสมบตของ SAN และ SANog

3.4.1.1 นา SAN และ SANog ไปอบทอณหภม 80 °C เปนเวลา 24 ชวโมง

3.4.1.2 นา SAN และ SANog ทผานการอบแลวไปทาการฉดขนรปโดยใชเครองฉดขนรป เปนชนงานรปทรง dumbbell สาหรบทดสอบการดงยด (tensile) และชนงานเพอทดสอบสมบตการรบแรงกระแทก (impact)

3.4.1.3 นาชนงานรปทรง dumbbell ของ SAN และ SANog ทฉดไดไปทดสอบสมบตการดงยดโดยใชเครอง universal tensile machine ตามมาตรฐาน ASTM D638 Type

I โดยใช load cell 5 kN และอตราเรวในการดง 50 mm/min

3.4.1.4 นาชนงานของ SAN และ SANog ทฉดไดไปทดสอบสมบตการรบแรงกระแทกโดยใชเครองทดสอบการรบแรงกระแทกซงใชการทดสอบแบบ notched-izod

impact testing

สำนกหอ


26

3.4.1.5 นา SAN และ SANog ไปหาคาดชนการไหล (melt flow index) โดยใชเครองวดดชนการไหลทอณหภม 220 °C และใชนาหนกกดขนาด 2.16 kg.

3.4.1.6 นา SAN และ SANog ไปทดสอบสมบตทางความรอนดวยเครอง DSC โดยใชชวงอณหภมในการทดสอบ 50-150 °C ดวยอตราในการใหความรอน 10 °C/min ในสภาวะบรรยากาศไนโตรเจน 3.4.1.7 นา SAN และ SANog ไปทดสอบการเสถยรทางความรอนดวยเครอง TGA โดยใชชวงอณหภมในการทดสอบ 50-700 °C ดวยอตราในการใหความรอน 10

°C/min ในสภาวะบรรยากาศไนโตรเจน

3.4.2 การเตรยมพอลเมอรผสมระหวาง SANog/NR

3.4.2.1 นา SAN ไปอบทอณหภม 80 °C เปนเวลา 24 ชวโมง

3.4.2.2 ทาการเตรยมยางสาหรบใชในการผสม โดยการนายางแผนตากแหง (NR) ไปทาการบดเพอลดนาหนกโมเลกลบนเครอง two roll mill เปนเวลา 45 นาท

3.4.2.3 เตรยม SANog และ NR ทใชสาหรบการผสม โดยสดสวนของ SANog/NR ทศกษาจะประกอบดวย 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, 30/70, 20/80

3.4.2.4 เตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR ในเครอผสมแบบปด ทอณหภม 180 °C ดวยความเรวรอบในการหมน rotor 60 rpm เปนเวลา 10 นาท โดยมขนตอนในการผสมคอ เรมจากการใส SANog ลงไปกอนเพอใหเกดการหลอมเปนเวลา 2 นาท จากนนใส NR ทผานการ บดลดนาหนกโมเลกลและตดเปนชนขนาดเลกลงไปผสมกบ SANog ลงไปผสมจนครบ 10 นาท เมอครบ 10 นาทแลวนาเอา SAN/NR blend ทไดออกจากเครองผสมและทงใหเยนทอณหภมหอง

3.4.2.5 นาพอลเมอรผสม SANog/NR ทเตรยมไดไปบดดวยเครองบดพลาสตกใหกลายเปนเมดขนาดเลก และแบงพอลเมอรผสมบางสวนไวสาหรบทดสอบ SEM

3.4.2.6 พอลเมอรผสม SANog/NR ทบดแลวจะถกนาไปอบทอณหภม 50

°C เปนเวลา 24 ชวโมง จากนนนาพอลเมอรผสมทอบแลวไปขนรปเปนชนงาน micro dumbbell

และชนงานสาหรบทดสอบการกระแทกโดยใชเครองอดขนรปทอณหภม 200 °C ความดนในการกดอด 80 bar

3.4.2.7 นาชนงาน micro dumbbell ทขนรปแลวไปทดสอบทดสอบสมบตการดงยดโดยใชเครอง universal tensile machine ตามมาตรฐาน ASTM D638 Type V โดยใช load

cell 5 kN และอตราเรวในการดง 1 mm/min

สำนกหอ


27

3.4.2.8 นาชนงานสาหรบทดสอบการกระแทกทขนรปไดไปทดสอบสมบตการรบแรงกระแทก ซงใชการทดสอบแบบ notched-izod impact testing

3.4.2.9 ทาการหาคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SANog/NR โดยใชเครองวดดชนการไหลทอณหภม 220 °C และใชนาหนกกดขนาด 2.16 kg.

3.4.2.10 การศกษาสณฐานวทยาของพอลเมอรผสม SANog/NR โดยเทคนค SEM นนจะตองมการเตรยมชนงานกอนทดสอบ โดยเรมจากการนาพอลเมอรผสม SANog/NR ทเตรยมไดไปแชในไนโตรเจนเหลว แลวทบใหเกดผวหนาแตกหก จากนนจงนาไปแชใน n-hexane เปนเวลา 1 ชวโมงเพอสกดเฟสยางออก ซงวตถประสงคทตองทาการสกดเฟสยางนนกเพอทจะชวยใหเหนวาเฟสของยางนนมลกษณะการกระจายตวอยในเฟสของ SANog อยางไรและมขนาดเทาใดไดชดเจนมากยงขน เมอสกดเฟสยางงออกครบ 1 ชวโมงแลวจงนาเอาชนงานออกมาลางดวย n-hexane อกครง จากนนจงนาไปอบในตอบทอณหภม 50 °C เปนเวลา 30 นาทเพอระเหย n-hexane ออก

3.4.3 การเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใช สารวองไวปฏกรยาในระบบ MA SMA และ peroxide ในเครองผสมแบบปด (internal mixer)



3.4.3.3 เตรยมสารสาหรบใชในการผสม โดยสดสวนของพอลเมอรผสม SAN/NR คงทเทากบ 75/25 เปอรเซนตโดยนาหนก และ สารวองไวปฏกรยา ซงไดแก MA, SMA

และ peroxide โดยสารและปรมาณของสารทใชในแตละสตรนนไดแสดงไวในตารางท 3.1

3.4.3.4 เตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR ในเครอผสมแบบปด ทอณหภม 180 °C ดวยความเรวรอบในการหมน rotor 60 rpm เปนเวลา 10 นาท โดยมขนตอนในการผสมคอ เรมจากการใส SAN ลงไปกอนเพอใหเกดการหลอมเปนเวลา 2 นาท จากนนใส NR ทผานการบดลดนาหนกโมเลกลและตดเปนชนขนาดเลกลงไปผสมกบ SAN อก 2 นาท จากนนใส สารวองไวปฏกรยา ของสตรตางๆ ตามปรมาณทแสดงในตารางท 3.1 ลงไป และผสมตอเนองไปจนครบ 10

นาท เมอครบ 10 นาทแลวนาพอลเมอรผสม SAN/NR ทไดออกจากเครองเครองผสมและทงใหเยนทอณหภมหอง

สำนกหอ


28

ตารางท 3.1 ชอสตรและปรมาณของสารทใชเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR ดวย สารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA, SMA และ peroxide

Formulations

ปรมาณ

SAN

[%]

NR

[%]

SMA

[phr]

MA

[phr]

Peroxide

[phr]

SAN/NR (SN) 75 25 - - -

SAN/NR/MA (SNM) 75 25 - 0.5 -

SAN/NR/SMA (SNS) 75 25 0.5 - -

SAN/NR/SMA/MA (SNSM) 75 25 0.5 0.5 -

SAN/NR/MA/peroxide (SNMP) 75 25 - 0.5 0.2

SAN/NR/SMA/peroxide (SNSP) 75 25 0.5 - 0.2

SAN/NR/SMA/MA/peroxide (SNSMP) 75 25 0.5 0.5 0.2

3.4.3.5 นาพอลเมอรผสม SAN/NR ทเตรยมไดไปบดดวยเครองบดพลาสตกใหกลายเปนเมดขนาดเลก และแบงพอลเมอรผสมบางสวนไวสาหรบทดสอบ SEM

3.4.3.6 ทาการขนรปและวเคราะหสมบตของพอลเมอรผสมในสตรตางๆ ทเตรยมไดเชนเดยวกบหวขอ 3.4.2.6 - 3.4.2.10

3.4.3.7 ทดสอบสมบตทางความรอนของ พอลเมอรผสม SAN/NR ดวยเครอง DSC โดยใชชวงอณหภมในการทดสอบ -80-150 °C ดวยอตราในการใหความรอน 10

°C/min ในสภาวะบรรยากาศไนโตรเจน 3.4.4 การเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใช สารวองไวปฏกรยา ในระบบ phenolic resin ในเครองผสมแบบปด (internal mixer)


3.4.4.2 ทาการเตรยมยางสาหรบใชในการผสม โดยการนายางแผนตากแหง (NR) ไปทาการบดเพอลดนาหนกโมเลกลบนเครอง two roll mill พรอมกบทาการผสมสารเคมยางและ phenolic resin ซงทาหนาทเปนสารเชอมขวางรวมกบ SnCl2 ซงทาหนาทเปนตวเรงการทางานของ phenolic resin โดยยางในระบบการเชอมขวางดวย phenolic นเตรยมขนมา 2 สตร คอ NRp1 และ NRp2 โดยยางทงสองชนดนนจะมการใชปรมาณของสารเคมยางและ phenolic resin

เทากน แตมปรมาณของ SnCl2 แตกตางกนโดย NRp2 มปรมาณของ SnCl2 นอยกวา NRp1 เนองจาก

สำนกหอ


29

ตองการใหเกดการเชอมขวางไดนอยกวาและชากวานนเอง ซงปรมาณของสารเคมตางๆ และลาดบการเตมสารเคมทใชในการเตรยมยาง NRp1 และ NRp2 นนแสดงในตารางท 3.2

ตารางท 3.2 ปรมาณของสารเคมตางๆ ทใชในการเตรยมยาง NRp1 และ NRp2

สวนประกอบ ปรมาณ (phr)

NRp1 NRp2

NR 100 100

Stearic acid 1 1

ZnO 5 5

Ethylene wax 1 1

Phenolic resin 0.5 0.5

SnCl2 0.26 0.05

3.4.4.3 เตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR ซงมอตราสวนของ SAN/NR คงทท 75/25 เปอรเซนตโดยนาหนก ในเครองผสมแบบปดทอณหภม 180 °C ดวยความเรวรอบในการหมน rotor 60 rpm เปนเวลา 10 นาท ซงขนตอนในการผสมนน จะเรมจากการใส SAN ลงไปกอนเพอใหเกดการหลอมเปนเวลา 2 นาท จากนนใส NRp1 (หรอ NRp2) ทตดเปนชนขนาดเลกลงไปผสมกบ SAN ตอเนองไปจนครบ 10 นาท เมอครบ 10 นาทแลวจงนาเอาพอลเมอรผสม SAN/NR ทไดออกจากเครองผสมแบบปดและทงใหเยนทอณหภมหอง

3.4.4.4 ทาการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR ซงมอตราสวนของ SAN/NR คงทท 75/25 เปอรเซนตโดยนาหนก ในเครองผสมแบบปด ทอณหภม 180 °C ดวยความเรวรอบในการหมน rotor 60 rpm เปนเวลา 10 นาท ซงขนตอนในการผสมนน จะเรมจากการใส SAN ลงไปกอนเพอใหเกดการหลอมเปนเวลา 2 นาท จากนนใส NRp1 (หรอ NRp2) ทตดเปนชนขนาดเลกลงไปผสมกบ SAN ตออก 2 นาท จากนนเตม phenolic resin และ SnCl2 ตามลาดบ(ปรมาณการเตมดทตารางท 3.3) พรอมกบผสมตอเนองไปจนครบ 10 นาท เมอครบ 10 นาทแลวจงนาเอาพอลเมอรผสม SAN/NR ทไดออกจากเครองผสมแบบปดและทงใหเยนทอณหภมหอง

สำนกหอ


30

ตารางท 3.3 สตรและปรมาณของ phenolic resin ทใชในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR

สตร ปรมาณ

SAN

[%]

NRp1

[%]

NRp2

[%]

Phenolic resin

[phr]

SnCl2

[phr]

SAN /Phe0.1/SnCl20.05/NRp1 75 25 - 0.1 0.05

SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp1 75 25 - 0.05 0.05 SAN /Phe0.1/SnCl20.05/NRp2 75 - 25 0.1 0.05 SAN /Phe0.05/SnCl20.05/NRp2 75 - 25 0.05 0.05

3.4.4.5 นาพอลเมอรผสม SAN/NR ในสตรตางๆ ทเตรยมไดไปบดดวยเครองบดพลาสตกใหกลายเปนเมดขนาดเลก และแบงพอลเมอรผสมบางสวนไวสาหรบทดสอบ SEM


3.4.4.7 ทดสอบสมบตทางความรอนของ พอลเมอรผสม SAN/NR ดวยเครอง DSC โดยใชชวงอณหภมในการทดสอบ -80-150 °C ดวยอตราในการใหความรอน 10

°C/min ในสภาวะบรรยากาศไนโตรเจน จากการศกษาชนดของ สารวองไวปฏกรยา ทมผลตอสมบตตางๆ ของพอลเมอรผสม SAN/NR ดวยเครองผสมแบบปดในหวขอท 3.4.2 และ 3.4.3 นนพบวาการใช SMA

และ SMA รวมกบ MA เปน สารวองไวปฏกรยา ในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR นนใหผลทางดานสณฐานวทยาและสมบตเชงกลทดกวา สารวองไวปฏกรยา อนๆ ดงนนจงไดทาการเลอก สารวองไวปฏกรยา ดงกลาวมาทาการผสมกบ SAN/NR ในเครองอดรดแบบสกรค เพอศกษาตอไป

3.4.5 การเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) กบ สารวองไวปฏกรยา SMA และ MA รวมกบ SMA ดวยกระบวนการอดรด



3.4.5.3 เตรยมสารสาหรบใชในการผสม โดยสดสวนของ SAN/NR คงทเทากบ 75/25 เปอรเซนตโดยนาหนก และ สารวองไวปฏกรยา ซงไดแก MA, SMA และ peroxide

โดยสารและปรมาณของสารทใชในแตละสตรนนไดแสดงไวในตารางท 3.5

สำนกหอ


31

ตารางท 3.4 สตรและปรมาณของสารตางๆ ทใชในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NRดวยสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide สาหรบกระบวนการอดรด

สตร ปรมาณ

SAN

[%] NR [%]

SMA

[phr]

MA

[phr]

Peroxide

[phr]

SAN/NR (SN) 75 25 - - -

SAN/NR/SMA (SNS) 75 25 0.5 - -

SAN/NR/SMA/MA (SNSM) 75 25 0.5 0.5 -

SAN/NR/SMA/MA/peroxide (SNSMP) 75 25 0.5 0.5 0.2

3.4.5.4 นายางทผานการบดแลวในขอท 3.4.4.2 มาตดใชเปนเมดขนาดเลกทมขนาดใกลเคยงกบเมดของ SAN มากทสด เพอทจะทาใหการปอนและการลาเลยงของยางและ SAN เปนไปอยางพรอมเพยงกนมากขน แตเนองยางนนมสมบตทจบตวกนไดงายจงทาใหเมดยางทตดนนจบตวกนเปนกอน ดงนนขณะตดตองทาการคลกดวยผงของ SAN ดวยเพอปองกนการจบตวกนของยาง

3.4.5.5 นา SAN และยางทตดเปนเมดขนาดเลกและผงของ สารวองไวปฏกรยา ผสมรวมกนและคลกใหเกดการกระจายตวของสารดงกลาวอยางทวถง 3.4.5.6 นาสารทคลกกนดแลวไปผสมในเครองอดรดแบบสกรคทมการตงอณหภมในโซนตางๆ โดยเรมจากโซนปอนเขา (feed zone) เปน 90 °C และโซนตอๆ ไปเปน 115/ 150/ 165/ 170/ 180/ 180 °C ตามลาดบ และตงอณหภมหวทางออกเทากบ 190 °C ความเรวรอบในการหมนสกรใช 60 rpm

3.4.5.7 เสน extruded ทไดนนจะถกลากผานนาและเขาเครองตดเมด

3.4.5.8 นาเมดของพอลเมอรผสมทตดแลวไปอบทอณหภม 50 °C เปนเวลา 48 ชวโมง

3.4.5.9 นาพอลเมอรผสมทผานการอบแลวไปฉดขนรปโดยใชเครองฉดขนรปเปนชนงานรปทรง dumbbell สาหรบทดสอบการดงยด (tensile) และชนงาน impact bar เพอทดสอบสมบตการรบแรงกระแทก (impact)

3.4.5.10 นาชนงานรปทรง dumbbell ทไดไปทดสอบสมบตการดงยดโดยใชเครอง Universal Tensile Machine ตามมาตรฐาน ASTM D638 Type I โดยใช Load cell 5 kN

และอตราเรวในการดง 50 mm/min

สำนกหอ


32

3.4.5.11 นาชนงานสาหรบทดสอบการรบแรงกระแทกทไดไปทดสอบสมบตการรบแรงกระแทกโดยใชเครอง impact tester ซงใชการทดสอบแบบ notched-Izod impact

testing

3.4.5.12 การศกษาสณฐานวทยาของพอลเมอรผสม SAN/NR โดยเทคนค SEM นนจะใชชนงานทผานการทดสอบ impact แลว โดยจะดทผวหนาแตกหกของชนงาน 3.4.6 การเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR โดยใช NR ทดดแปลงหมฟงกชนไดแก ENR และยาง MNR ในเครองอดรดแบบสกรค

จากการศกษาพอลเมอรผสม SAN/NR โดยใช SMA และ MA รวมกบ SMA เปนสารวองไวปฏกรยา ในเครองอดรดแบบสกรคนนพบวาเกดการไมเขากนอยางมาก โดยเหนไดจากสณฐานวทยาทเฟสของยางแยกออกจาก เฟสของ SAN เปนชนๆ ซงนนเกดเนองมาจากการทเฟสของยางนนไมเสถยร ถงแมวา SMA และ MA นนสามารถจะทาใหเกดการเขากนระหวาง SAN กบ NR ในระดบหนงแตไมสามารถทาใหเฟสยางคงรปและเกดการกระจายตวอยใน SAN ได จงทาใหทงสณฐานวทยาและสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมทเตรยมไดตาลง ดงนนเพอทจะเปนการแกปญหาทเกดขน จงไดมการทดลองศกษาการผสมในเครองอดรดแบบสกรคโดยใช NR ทมการดดแปลงหมฟงกชน ไดแก ENR และ MNR เนองจากยางดดแปลงหมฟงกชนทงสองชนดทเลอกใชสามารถเกดปฏกรยาและทาใหเกดการเชอมขวางระหวางยางทงสองชนดได 3.4.6.1 ทาการเตรยมยางทใชในการผสมโดยเรมจากการเตรยมยาง ENR

เนองจากยาง ENR ทไดมานนนาหนกโมเลกลทสงจงตองนาไปบดในเครองผสมแบบปดกอนเปนเวลา 25 นาท

3.4.6.2 เตรยมยาง MNR โดยเรมจากการนายางแผนตากแหงไปทาการ บดลดนาหนกโมเลกลดวยเครอง two roll mill เปนเวลา 45 นาท แลวจงนา MA มาผสมกบยางบน two roll mill เพอให MA เขาไปอยในเนอยางกอน โดยปรมาณของ MA ทใชจะเทากบ 3 phr และ 5

phr ซงยางผสมทไดกจะมชอวา 3MNR และ 5MNR ตามลาดบ จากนนนายางทเตรยมไดไปใสในเครองผสมแบบปด ทอณหภม 145 °C เปนเวลา 10 นาท เพอใหเกดการกราฟตของ MA บนโมเลกลของยางธรรมชาต

จากนนทาการพสจนเอกลกษณวาเกดการกราฟตของ MA บนโมเลกลของยางธรรมชาตหรอไม โดยใชเทคนค FTIR เพอพสจนเอกลกษณ ซงกอนทจะทาการวเคราะหใหทาการ purified ยางผสมทไดกอน โดยการนายาง 1 g ละลายใน toluene 70 ml ทอณหภม 110 °C

เปนเวลา 4 ชวโมง จากนนทาการตกตะกอนโดยนา สารละลายทไดไปหยดลงใน acetone อยางชาๆ

สำนกหอ


33

พรอมกบกวนตลอดเวลา ทาการกรองตะกอนทไดแลวนาไปอบใหแหง จากนนนายางทอบจนแหงแลวไปละลายใน toluene อกครง เมอจะทาการทดสอบใหหยดสารลายยางใน toluene ลงบน KBr

window ปลอยให toluene ระเหยจนหมด แลวจงนาไปทดสอบดวยเครอง FTIR

3.4.6.3 นายาง MNR และ ENR ทเตรยมไดในขอ 3.4.5.1 และ 3.4.5.2 มาตดใชเปนเมดขนาดเลกทมขนาดใกลเคยงกบเมดของ SAN มากทสด เพอทจะทาใหการปอนและการลาเลยงของยางและ SAN เปนไปอยางพรอมเพยงกนมากขน แตเนองยางนนมสมบตทจบตวกนไดงายจงทาใหเมดยางทตดนนจบตวกนเปนกอน ดงนนขณะตดตองทาการคลกดวยผงของ SAN

ดวยเพอปองกนการจบตวกนของยาง

3.4.6.4 นา SAN และยางทตดเปนเมดขนาดเลกผสมรวมกนและคลกใหเกดการกระจายตวของสารดงกลาวอยางทวถง โดยยงคงใชสดสวนของ SAN/NR คงทท 75/25 แตใน NR 25 เปอรเซนตนนจะเปนการผสมกนของ MNR/ENR ในสดสวนตางดงนคอ 90/10, 70/30

และ 50/50 โดยสตรและปรมาณของยางทใชแสดงในตารางท 3.6

3.4.6.5 นาสารทคลกกนดแลวไปผสมในเครองอดรดแบบสกรคทมการตงอณหภมในโซนตางๆ โดยเรมจากโซนปอนเขาเปน 90 °C และโซนตอๆ ไปเปน 115/ 150/ 165/

170/ 180/ 180 °C ตามลาดบ และตงอณหภมหวทางออกเทากบ 190 °C ความเรวรอบในการหมนสกรใช 60 rpm

3.4.6.6 เสน extruded ทไดนนจะถกลากผานนาและเขาเครองตดเมด


3.4.6.8 ทดสอบสมบตทางความรอนของพอลเมอรผสมทเตรยมไดดวยเครอง DSC โดยใชชวงอณหภมในการทดสอบ -80-150 °C ดวยอตราในการใหความรอน 10

°C/min ในสภาวะบรรยากาศไนโตรเจน

สำนกหอ


34

ตารางท 3.5 สตรและปรมาณของยาง 3MNR 5MNR และ ENR ทใชในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR

ชอสตร

ปรมาณ

SAN (%) NR (%)

3MNR 5MNR ENR

3MNR 75 25 - -

5MNR 75 - 25 -

ENR 75 - - 25

3MNR90 ENR10 75 22.5 - 2.5

3MNR70 ENR30 75 17.5 - 7.5

3MNR50 ENR50 75 12.5 - 12.5

5MNR90 ENR10 75 22.5 2.5 -

5MNR70 ENR30 75 17.5 7.5 -

5MNR50 ENR50 75 12.5 12.5 -

3.4.7 การศกษาผลของสดสวนของ SAN/NR ในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR

โดยใช NR ดดแปลงหมฟงกชน ENR และยาง MNR ในเครองอดรดแบบสกรค

ทาการเลอกสตรในหวขอท 3.4.6 มา 1 สตรแลวทาการปรบเปลยนสดสวนของ SAN/NR ในสองอตราสวนคอ 80/20 และ 75/25 จากนนทาการทดลองตามกระบวนการในขอ 3.4.6

3.4.8 การศกษาผลของการใช SAN และ SANog ในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR

ทาการเลอกสตรของพอลเมอรผสมมา 1 สตรจากนนมาการเตรยมพอลเมอรผสมโดย SAN ทใชในการผสมจะเปน SAN และ SANog ตามลาดบ จากนนทาการเตรยมพอลเมอรผสมตามขอ 3.4.6

สำนกหอ


35

บทท 4

ผลการวเคราะหขอมล

4.1 การศกษาเปรยบเทยบสมบตของ SAN เกรดปกตและ SANog

ภาพท 4.1 ลกษณะทางกายภาพของ (ก) SAN และ SANog (ข) SAN/NR และ SANog/NR

จากการเปรยบเทยบลกษณะทางกายภาพของ SAN และ SANog พบวาในกรณทยงไมไดผสมยางลงไป (ภาพท 4.1 (ก)) นนจะเหนไดวา SAN เปนพลาสตกใสไมมส แต SANog นนจะเปนสนาตาลใส แตเมอนา SAN และ SANog ไปผสมกบยางแลว (ภาพท 4.1 (ข)) พบวาสของพอลเมอรผสม SAN/NR และ SANog/NR นนไมแตกตางกน ซงจากลกษณะดงกลาวนแสดงวาสของ SANog ทมอยนนจะไมสงผลตอสของพอลเมอรผสมระหวาง SAN/NR

(ก)

(ข)

สำนกหอ


36

ตารางท 4.1 สมบตเชงกล สมบตการไหล และสมบตเชงความรอน ของ SAN และ SANog

สมบต SAN SANog

Tensile strength (MPa) 57.37 ± 4.15 68.60 ± 1.54

Elongation at break (%) 5.23 ± 0.56 6.33 ± 0.09

Modulus (MPa) 15.44 ± 0.38 14.30 ± 0.87

Impact strength (kJ/m2) 1.8 ± 0.38 1.34 ± 0.20

Melt flow index (g/10 min) at 220 °C 3.08± 0.16 3.13 ± 0.37

Glass transition (°C) 98.63 98.23

TGA data

On set temperature of degradation (oC) 397.16 413.35

Mid-point temperature of degradation (oC) 395.73 411.34

ผลการทดสอบสมบตการดงยดทงของ SAN และ SANog นนพบวา SANog มคาความแขงแรงตอแรงดง (tensile strength) สงกวา SAN 11.23 MPa และมคาเปอรเซนตการยด ณ จดแตกหก (% elongation at break) ทสงกวา SAN อย 1.1 เปอรเซนต แต SANog นนมคา modulus

และ impact strength ตากวา SAN เลกนอย เมอพจารณาคาดชนการไหลกพบวา SANog นนมคาสงกวา SAN เลกนอยซงนนหมายความวา SANog นนความหนดทตากวา SAN เลกนอย เมอพจารณาทสมบตทางความรอนพบวา SAN และ SANog มคา Tg ทใกลเคยงกน แตเมอพจารณาความเสถยรทางความรอนกพบวา SANog นนมความเสถยรทางความรอนตากวา SAN

เลกนอยเนองจากผลจากทดสอบ TGA นนพบวา SANog นนมอณหภมเรมตนในการสลายตวและอณหภมทเกดการสลายตวสงสดตากวา SAN

จากการเปรยบเทยบสมบตของ SANog กบ SAN นนกไดพบวา SANog นนกมสมบตบางอยางทแตกตางกบ SAN ซงปจจยททาใหเกดความแตกตางนนอาจจะมอทธพลมาจากสารปนเปอนทมอยใน SANog ซงอาจจะเปนสารทตดคางอยในเครอง ซงปจจยดงกลาวนอาจจะสงผลตอไปในการศกษาการผสมระหวาง SANog กบ NR โดยใชสารวองไวปฏกรยา ซงสารปนเปอนนนอาจจะมผลตอการทาปฏกรยาของสารวองไวปฏกรยา และสงผลทาใหการวเคราะหผลนนเปนไปไดยาก ดงนนเพอเปนการควบคมปจจยเรองของสงปนเปอนใน SANog จงใช SAN เกรดปกตใน

สำนกหอ


37

การศกษาอทธพลของชนดของสารวองไวปฏกรยา กอนแลวจงทาการเลอกสตรทเหมาะสมไปทาการเตรยมพอลเมอรผสมโดยใช SANog ภายหลง

4.2 การศกษาการผสมระหวาง SANog กบ NR โดยการปรบเปรยบอตราสวนการผสม SANog/NR

ในหวขอนไดทาการเตรยมพอลเมอรผสม SANog/NR ในระบบ physical blend โดยศกษาถงอทธพลของสดสวนการผสมระหวาง SANog และ NR เพอเขาใจพฤตกรรมการผสมของพอลเมอรทงสองชนดดงกลาว โดยสดสวนการผสมของ SANog/NR ไดแก 80/20, 70/30, 60/40,

50/50, 40/60, 30/70 และ 20/80 ในภาพท 4.2 นนแสดงถงสณฐานวทยาของผวหนาแตกหกของพอลเมอรผสม SANog/NR โดยผวหนาแตกหกของพอลเมอรผสมในสดสวน 80/20, 70/30, 60/40 และ 50/50 นนจะถกนาไปสกดเฟสของ NR ออกเพอใหสามารถสงเกตลกษณะการกระจายตวของ NR ในเฟสของ SAN ไดอยางชดเจนโดยชองวางทแสดงในภาพนนแสดงถงรองรอยการมอยของเฟส NR แตผวหนาแตกหกของชนงานในสดสวน 40/60, 30/70 และ 20/80 นนไมไดผานการสกดยางออก เนองจากในสตรดงกลาวนมยางเปนเฟสตอเนอง สงผลใหการสกดยางออกนนสงผลใหไมสามารถวเคราะหสณฐานวทยาได เมอพจารณาลกษณะการกระจายตวของ NR ในเฟสของ SAN เมอมปรมาณของยางตางๆ นนพบวา ทอตราการผสม SANog/NR 80/20 นนเกดการกระจายตวของ NR

เปนอนภาคกลมในเฟสของ SAN แตเมอสดสวนการผสมเปลยนไปเปน 70/30 และ 60/40 นนจะเหนไดวาเฟสของยางนนเรมมการกระจายเปนเฟสทใหญ และเมอสดสวนการผสมเปน 50/50 นนกพบวาเฟสยางของนนจะเกดการกระจายตวในลกษณะทเปน co-continuous และเมอปรมาณองคประกอบของ NR ในพอลเมอรผสม SANog/NR มากกวา 50 % นนพบวาเฟสของ NR นนจะเกดเปนเฟสตอเนองอยางสมบรณ

สำนกหอ


38

ภาพท 4.2 แสดงสณฐานวทยาพนผวการแตกหกของพอลเมอรผสม SANog/NR ในอตราสวนการผสม 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, 30/70 และ 20/80 ตามลาดบ

สำนกหอ


39

จากภาพท 4.3 นนแสดงถงความสมพนธระหวางคาทอรคการผสม (mixing torque) ทเวลา 10 นาทกบเปอรเซนตองคประกอบของ NR จากผลการทดลองจะเหนไดวาเมอนา SANog ซงมคาทอรคการผสมทสงมาผสมกบ NR ซงมคาทอรคในการผสมทตากวา พบวาคาทอรคของพอลเมอรผสมทไดนนจะมคาลดลงเมอปรมาณองคประกอบของ NR เพมสงขน ซงทงนเปนผลเนองมาจาก SANog และ NR นนไมเกดแรงยดเหนยวระหวางเฟส ดงนน NR ทเตมลงไปจงไปแทรกอยระหวางชนของเฟส SANog จงทาใหเมอไดรบความรอนและแรงเฉอนในกระบวนการผสมจะเกดการไหลผานกนของเฟส SANog และ NR ไดงาย [ ]

ภาพท 4.3 กราฟแสดงความสมพนธระหวางคาทอรคการผสม (mixing torque) ทเวลา 10 นาทกบเปอรเซนตองคประกอบของ NR ของพอลเมอรผสม SANog/NR

จากภาพท 4.4 แสดงถงกราฟความสมพนธระหวาง tensile strength กบสดสวนเปอรเซนองคประกอบของ NR ทอยในพอลเมอรผสม SANog/NR ซงจะเหนไดวาคา tensile

strength ของพอลเมอรผสม SANog/NR นนลดลงเมอปรมาณเปอรเซนตของ NR เพมขนนอยกวา 50 %wt และเรมคงทเมอปรมาณของ NR มากกวา 50 % ซงทสดสวนของ SANog/NR เทากบ 50/50

นนจะเหนไดถงการเปลยนแปลงความชนของกราฟความสมพนธระหวาง tensile strength กบปรมาณเปอรเซนตของ NR อยางชดเจน ซงการเปลยนแปลงความชนทเกดขนนนบงบอกถงการกลบเฟสของ NR จากเฟสทกระจายตว (dispersed phase) กลายไปเปนเฟสตอเนอง (continuous

phase) ซงสอดคลองกบสณฐานวทยาในภาพท 4.2 และเมอพจารณาขอมลทไดจากการทดลองกบการคานวณจากกฎการผสม (mixing rule) พบวาขอมลการทดลองมการเบยงเบนทางลบ (negative

deviation) จากกฎการผสม ซงการเบยงเบนทางลบทเกดขนนเปนผลเนองมาจากการยดเหนยวระหวางเฟสทไมดของ SANog ทมขวและ NR ทไมมขว ซงเปนสาเหตทาใหเกดสงผานแรง (stress

transfer) ระหวางเฟสตอเนองกบเฟสทกระจายตวไดไมด [ ]

สำนกหอ


40

ภาพท 4.4 กราฟแสดงความสมพนธระหวางคา tensile strength กบเปอรเซนตองคประกอบของ NR

ของพอลเมอรผสม SANog/NR

เมอพจารณากราฟความสมพนธระหวาง % elongation at break กบเปอรเซนตองคประกอบ NR ของพอลเมอรผสม SANog/NR ในภาพท 4.5 พบวาเมอคา %elongation at break

ของ SANog/NR ในอตราสวนตางๆ ทไดจากการทดลองนนมการเบยงเบนทางลบจากกฎการผสม และเมอพบวาคา % elongation at break นนเพมขนเพยงเลกนอยเมอเทยบกบ SANog ทไมไดเตม NR ซงนอยกวาคา % elongation at break ของ NR อยางมาก ซงสาเหตทเปนเชนนเปนผลเนองมาจากแรงยดเหนยวทตาระหวาง SANog และ NR

ภาพท 4.5 กราฟแสดงความสมพนธระหวางคา % elongation at break กบเปอรเซนตองคประกอบ NR ของพอลเมอรผสม SANog/NR

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ten

sile

stre

ngth

(MPa

)

NR content (wt%)

Experimental dataMixing rule

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Elo

ngat

ion

at b

reak

(%)

NR content (wt%)

Experimentaldata

สำนกหอ


41

เมอพจารณากราฟความสมพนธระหวาง impact strength กบเปอรเซนตองคประกอบของ NR ในภาพท 4.5 นนพบวาทเปอรเซนตของยางตากวา 40% นนพบวาคา impact strength นนมแนวโนมไมเปลยนแปลงเมอเทยบกบ SANog ทงนเนองมาจากเมอพจารณาสณฐานวทยาในภาพท 4.2 นนจะพบวาทอตราสวนของ NR ในพอลเมอรผสม SANog/NR ตากวา 40% นนมลกษณะการกระจายตวเปนอนภาคทรงกลมในเฟสของ SANog แตเนองจากแรงยดเหนยวระหวางเฟสของ SANog และ NR ตาจงทาใหไมเกดการเพมขนของคา impact strength แตเมอสดสวนของ NR

มากกวา 40% นนจะเหนไดวา NR เฟสนนเรมมลกษณะเปน co-continuous เฟส จงทาใหสามารถชวยในรบแรงกระแทกทมากระทบไดดกวาการกระจายตวในลกษณะอนภาคจงทาใหคา impact

strength นนเพมขนเมอเทยบกบ SANog และจะเหนไดวาเมอเปอรเซนตองคประกอบของ NR

เพมขนมากกวาหรอเทากบ 50% นนกจะเหนการกลบเฟสของ NR จากเฟสทกระจายตวกลายเปนเฟสตอเนองจงทาให impact strength ของพอลเมอรผสมทไดมคาเพม

ภาพท 4.6 กราฟแสดงความสมพนธระหวางคา impact strength กบเปอรเซนตองคประกอบ NR

ของพอลเมอรผสม SANog/NR

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Impa

ct s

tren

gth

(kJ/

m2 )

NR content (wt%)

Experimental data

สำนกหอ


42

4.3 การศกษาผลของการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใช สารวองไวปฏกรยา .ในระบบ MA SMA และ peroxide ในเครองผสมแบบปด (internal mixer)

เนองจากพอลเมอรผสมระหวาง SAN กบ NR นนไมสามารถเขากนได ซงความไมเขากนของพอลเมอรสองชนด นนเนองมาจากสมบตทางเคมทแตกตางกนกลาวคอ SAN นนเปนพอลเมอรทมความเปนขว ซงความเปนขวนนเกดมาจากหม อะครโลไนไตรล สวนยางธรรมชาตนนเปนพอลเมอรทไมมขว ซงเมอนาพอลเมอรทงสองชนดมาผสมกนจะทาใหพอลเมอรผสมทไดมสมบตเชงกลทตา ซงวธในการแกปญหาดงกลาวน สามารถทาไดโดยการใชสารชวยเพมความเขากนได (compatibilizer) ซงในงานวจยนไดสนใจการใชสารทวองไวปฏกรยาทเปนสารโมเลกลเลกซงสามารถทจะเกดปฏกรยาไดในระหวางกระบวนการผสม โดยสารวองไวปฏกรยาทสนใจและเลอกมาใชไดแก maleic anhydride (MA), styrene maleic anhydride copolymer (SMA) และ peroxide เหตผลทเลอก MA เปนสารวองไวปฏกรยานเนองจากไดมงานวจยทศกษามาแลวพบวา MA นนสามารถทจะเกดปฏกรยาการกราฟตบนสายโซโมเลกลของ NR ในสภาวะหลอมเหลวและมแรงเฉอนได [ , ] ซงปฏกรยาการกราฟตของ MA ลงบนโมเลกลของ NR ทคาดวาจะเกดขนแสดงในภาพท 4.7

ภาพท 4.7 กลไกของปฏกรยาทคาดวาจะเกดขนของการกราฟตของ MA บนโมเลกลของยางธรรมชาต โดยทกลไก (A) Free radical mechanism (B) Diels-Alder reaction [15]

ซง MA ทกราฟตอยบนโมเลกลของยาง NR นนจะทาใหยางธรรมชาตมความเปนขวมากยงขน โดยความเปนขวทเกดขนนนาจะทาให NR สามารถจะเขากบ SAN ไดในระดบหนง

สวนเหตผลทเลอก SMA นนกเนองมาจากวา ในสายโซโมเลกลของ SMA นนมทง สไตรนและแอนไฮไดรดอย ซงไดมรายงานไววา SAN นนสามารถผสมเขากนไดกบ SMA [ ]

สำนกหอ


43

ดงนนเมอทาการผสม SAN กบ NR โดยทมการใช MA รวมกบ SMA นาจะชวยใหเกดการเขากนไดระหวาง SAN กบ NR มากขนเนองจาก SMA นนจะเขาไปอยในเฟสของ SAN และ MA ทกราฟตอยบนสายโซโมเลกลของยางจะทาใหพอลเมอรทงสองเฟสสามารถเขากนไดมากขนเนองจากทงเฟสของ SAN และ NR นนมสภาพทางเคมทใกลเคยงกนมากขน

เหตผลทเลอก peroxide นนเนองมาจาก peroxide สามารถทาหนาทเปนตวรเรมปฏกรยา ผานการเกดเปนอนมลอสระ (free radical) ได และยงสามารถทาใหเกดการเชอมขวาง (crosslink) ในเฟสของ NR ได ซงในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR นนจะใชสารวองไวปฏกรยาแบบชนดเดยวและแบบรวม (co-reactice agent) โดยสารวองไวปฏกรยาแบบรวม นนจะไดจากการจบคกนของ สารวองไวปฏกรยา ทเลอกคอ MA, SMA และ peroxide ซงชอสตรของพอลเมอรผสม SAN/NR ทใส สารวองไวปฏกรยา แตละชนดจะแสดงในตารางท 4.2 (และสดสวนในการผสมไดแสดงไวในตารางท 3.1)

ตารางท 4.2 ชอสตรของพอลเมอรผสม SAN/NR ทใส สารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA, SMA

และ Peroxide

สตร ชอสตร SAN S

SAN/NR SN

SAN/NR/MA SNM

SAN/NR/SMA SNS

SAN/NR/SMA/MA SNSM

SAN/NR/MA/peroxide SNMP

SAN/NR/SMA/peroxide SNSP

SAN/NR/SMA/MA/peroxide SNSMP

สำนกหอ


44

ภาพท 4.8 สณฐานวทยาของพอลเมอรผสมระหวาง SAN/NR ในอตราสวน 75/25: (ก) SN (ข) SNM (ค) SNS (ง) SNP (จ) SNSM (ฉ) SNMP (ช) SNSP (ซ) SNSMP

สำนกหอ


45

ในภาพท 4.8 นนแสดงถงสณฐานวทยาทวเคราะหโดยเทคนค SEM ของพอลเมอรผสม SAN/NR ทใชสารวองไวปฏกรยาตางๆ กน โดยชนงานทนามาทดสอบนเปนผวหนาแตกหกของชนงานทเกดจากการหกในไนโตรเจนเหลว แลวทาการสกดเฟสของยางออกดวย n-hexane โดยลกษณะของหลมทอยบนผวหนาของชนงานในภาพท 4.8 (ก) - (จ) นนแสดงถงรองรอยการมอยของเฟสยางทถกละลายออกไปใน แตในภาพท 4.8 (ฉ) – (ซ) จะเหนไดวายงมเฟสยางอย ซงนนแสดงวายางนนไมสามารถละลายใน n - hexane ไดเนองจากเกดการเชอมขวางของโมเลกลยางเนองมาจาก peroxide ในระหวางการเกดปฏกรยา จากสณฐานวทยาทไดจะพบวาพอลเมอรผสม SAN/NR ทไมเตม สารวองไวปฏกรยา (ภาพท 4.8 (ก)) นนมการกระจายตวของเฟสยางในรปแบบของอนภาคกลมในเฟสของ SAN ซงเปนเฟสตอเนอง ซงลกษณะการกระจายตวทสงเกตเหนไดนนมความไมสมาเสมอ กลาวคอมอนภาคของยางทงขนาดใหญและเลกปะปนกน ซงอนภาค NR จะมขนาดประมาณ 5 – 13 μm การทเฟสยางมลกษณะการกระจายตวทไมสมาเสมอและมขนาดใหญนนเนองมาจากการทพอลเมอรทงสองมแรงตงผวทสงและมแรงยดเหนยวระหวางเฟสทตา เมอพจารณาสณฐานวทยาของพอลเมอรผสม SNM (ภาพท 4.8 (ข)) ซงใช MA เปน สารวองไวปฏกรยา นนจะเหนไดวาอนภาคของยางทกระจายตวในเฟสของ SAN นนมขนาดทเลกกวาเมอเทยบกบพอลเมอรผสม SN ทไมมการเตมสารวองไวปฏกรยาใดๆ แตอยางไรกตามขนาดอนภาคของยางทกระจายตวนนกยงคงมความไมสมาเสมออย แตเมอพจารณาพอลเมอรผสม SNS

ซงใชสารวองไวปฏกรยาเปน SMA (ภาพท 4.8 (ค)) นนพบวาอนภาคของยางทกระจายตวอยนนมขนาดเลกและมความสมาเสมอมากกวาเมอเทยบกบ SN และ SNM ซงเราจะเหนไดวาการใชสารวองไวปฏกรยาเปน MA และ SMA นนจะทาใหเกดการลดลงของขนาดอนภาคยางอยางชดเจน ซงนนแสดงวา MA และ SMA สามารถชวยลดแรงตงผวระหวางผวหนาของทงสองเฟส (interface)

ของ SAN และ NR และชวยยบยงการกลบมารวมตวกนของอนภาคยางในระหวางการผสมจงทาใหขนาดอนภาคของยางมขนาดทเลกลงได [ ] และเมอพจารณาความหนดจากคาทอรคในการผสม (ภาพท 4.9) นนพบวาเมอมการใช MA และ SMA (SNM และ SNS ตามลาดบ) นนจะทาใหมคาความหนดในการหลอมเหลวสงกวาพอลเมอรผสม SAN/NR ทไมไดเตม สารวองไวปฏกรยา (SN)

ซงนนสามารถบงบอกไดวา SMA และ MA สามารถชวยใหเกดการเขากนไดในระหวางกระบวนการผสม

สำนกหอ


46

ภาพท 4.9 คาทอรค (torque) ในการหลอมผสมของพอลเมอรผสม SN, SNM และ SNS เปนเวลา 10

นาท

เมอพจารณาสณฐานวทยาของพอลเมอรผสม SNP ทใชสารวองไวปฏกรยาเปน

peroxide เปน (ภาพท 4.8 (ง)) นนจะเหนไดวาเฟสของยางทกระจายตวอยในเฟสของ SAN นนมขนาดทใหญกวา เมอเทยบกบพอลเมอรผสม SN และในภาพยงพบยงมยางเหลออยบนผวหนาแตกหก ซงนนแสดงวายางทเหลอนนไมสามารถละลายใน n-hexane สาเหตทเปนเชนนกเนองมาจาก peroxide ทเตมเขาไปนนจะไปทาใหเกดการเชอมขวางในเฟสของยางและเมอพจารณาคาทอรคในการผสม (ภาพท 4.10) นนกพบวาคาทอรคในการผสมนนเพมสงขนทนททมการเตม peroxide ลงไป ซงนนบงบอกถงการเกดการเชอมขวางระหวางสายโซโมเลกลของ NR เกดขน ทงนเนองจากโดยปกตแลว peroxide นนสามารถทาใหเกดการเชอมขวางกบยางธรรมชาตไดงาย

ภาพท 4.10 แสดงกราฟความสมพนธระหวางคาทอรคในการผสมกบเวลาของพอลเมอรผสม SAN/NR และ SAN/NR + Peroxide 0.2 phr

0

10

20

30

40

50

0 2 4 6 8 10

Torq

ue (N

m)

Time (min)

SN SNM

SNS

สำนกหอ


47

เมอพจารณาสณฐานวทยาของพอลเมอรผสม SNSM ทใชสารวองไวปฏกรยาเปน MA

และ SMA รวมกนนนพบวาอนภาคยางในเฟสของ SAN นนมขนาดเลกและเกดการกระจายตวอยางสมาเสมอมากกวาเมอเทยบกบการใช SMA หรอ MA เพยงอยางเดยวซงนนแสดงวาการใช SMA

และ MA นนสามารถชวยเสรมการทางานของกนและกนและชวยทาใหเกดความเขากนไดระหวาง SAN กบ NR มากขน ทงนเนองจาก SMA นนสามารถเขากน SAN ได [ ] โดย SMA นนจะเขาไปอยในเฟสของ SAN และ MA นนกจะเขาไปกราฟตลงบนสายโซโมเลกลของยาง ทาใหทงเฟสของ SAN และยางมหมแอนไฮไดรดเปนหมฟงกชนเหมอนกน ทาใหมสภาพทางเคมทคลายคลงกนจงเกดความเขากนไดมากขน สวนพอลเมอรผสม SAN/NR ทมการใชสารวองไวปฏกรยา อนๆ

รวมกบ peroxide นนพบวาผวหนาแตกหกของชนงานมเฟสยางขนาดใหญและลกษณะของอนภาคยางไมมรปแบบ โดยเฉพาะระบบผสม SNMP (ภาพท 4.8 (ง)) นนจะมเฟสของยางขนาดใหญทสดและมชองวางระหวางเฟสอยางชดเจนเมอเทยบกบพอลเมอรผสมสตร SNSP และ SNSMP สาเหตทเปนเชนนอาจเกดเนองจาก MA และ peroxide นนจะชวยเสรมใหเกดการเชอมขวางของยางไดมากขนเนองจากปกตแลว MA เองกสามารถทาใหเกดการเชอมขวางในยางได [ ] ซงปฏกรยาการเชอมขวางของ NR โดย MA ทนาจะเกดขนนนแสดงในภาพท 4.11

ภาพท 4.11 การเกดการเชอมขวางของ NR โมเลกลดวย MA ภายใตความรอนและแรงเฉอน [ ]

และเมอม peroxide เขามารวมดวย peroxide กจะทาหนาทเปนตวรเรมปฏกรยาทาใหเกดปฏกรยาการเชอมขวางระหวาง MA กบยางได และนอกจากน peroxide เองยงสามารถทาหนาทเปนสารเชอมขวางทดสาหรบยางดวย สวนการใชสารวองไวปฏกรยาระหวาง SMA กบ peroxide นนกมเฟสยางขนาดใหญและมชองวางระหวางเฟสเกดขน แตเมอมการใช SMA, MA และ peroxide

รวมกนนนพบวาเฟสยางนนเกดการเชอมขวางขนเชนกน แตพบวาเฟสของยางนนไมเปนกอนนนขนาดใหญและไมมชองวางระหวางเฟสเกดขนซงนนแสดงวา SMA และ MA นนมสวนชวยทาใหเกดการทาใหเกดการเขากนระหวาง SAN กบยางไดดขน

สำนกหอ


48

ภาพท 4.12 แผนภมแสดงดชนการไหลท 220 °C ของพอลเมอรผสม SAN/NR ทไมไดเตมและเตม สารวองไวปฏกรยา

ภาพท 4.12 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SAN/NR ในสตรตางๆ โดยจากผลการทดสอบจะเหนไดวาเมอนา SAN มาผสมกบ NR จะทาใหคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมทไดมคาเพมสงขนจาก SAN ถง 6 เทา ซงการลดลงของความหนดในการหลอมเหลวของ SN นนเปนผลเนองมาจาก SAN และ NR ทผสมกนนนไมเกดการเขากน จงทาใหเกดการไหลผานกนของเฟส SAN และเฟสยางจงทาใหคาความหนดในสภาวะหลอมเหลวลดลง แตเมอมการเตมสารวองไวปฏกรยา รวมในระบบผสมดวยนนจะพบวาคาดชนการไหลจะลดลง โดยการเตม MA ลงไปนนจะทาใหเกดการลดลงของคาดชนการไหล มากกวาการเตม SMA สวนการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR ทใชสารวองไวปฏกรยาเปน SMA รวมกบ MA นนพบวาจะใหคาดชนการไหลทใกลเคยงกบการใช MA เพยงชนดเดยว สวนในระบบพอลเมอรผสมทมการใช peroxide รวมดวยทง 3 สตรซงไดแก SNMP, SNSP และ SNSMP นนพบวาเกดการลดลงของคาดชนการไหล มากกวาเมอเทยบกบการสตรทไมมการใช peroxide โดยเฉพาะอยางยงในสตร SNMP ทงนเนองมาจาก MA และ peroxide นนมสวนเสรมกนในการทาใหเกดการเชอมขวางของเฟสของยางมากขน ซงสอดคลองกบสณฐานวทยาทไดมการกลาวมาแลวกอนหนาน สวน SNSP ซงใชสารวองไวปฏกรยาเปน SMA

รวมกบ peroxide นนจะใหคาดชนการไหลทสงกวา SNMP และเมอมการใชทง SMA, MA และ peroxide เปนสารวองไวปฏกรยารวมกนนนพบวามคาดชนการไหลสงกวาการใช MA รวมกบ peroxide นนแสดงวา SMA นนสามารถชวยหนวงปฏกรยาการเกดการเชอมขวางในเฟสยางโดย

0

5

10

15

20

25

S SN SNM SNS SNSM SNMP SNSP SNSMP

ดชนก

ารไหล

(g/1

0min

)

สำนกหอ


49

MA และ peroxide ไดซงผลของดชนการไหลทไดนกสอดคลองกบผลทางดานสณฐานวทยาทไดกลาวมาแลว

ภาพท 4.13 แผนภมแสดงคา modulus ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA,

SMA และ peroxide

ภาพท 4.13 แสดงคา modulus ของพอลเมอรผสม SAN/NR ซงจะเหนไดวาเมอนา SAN มาผสมกบยางธรรมชาตนนจะทาใหคา modulus ลดลงทงนเนองจากการผสมยางลงไปนนจะทาใหความตานทานตอการเปลยนรปของพอลเมอรผสมลดลงเมอเทยบกบ SAN และเมอมการเตม สารวองไวปฏกรยา ลงในพอลเมอรผสมนนกพบวาคา modulus มแนวโนมคงทยกเวนกรณการใช MA รวมกบ peroxide นนพบวามคา modulus ตากวาพอลเมอรผสม SAN/NR ทไมมการเตม สารวองไวปฏกรยา และทมการเตม สารวองไวปฏกรยา อนๆ ทงนเนองจากถาพจารณารวมกบสณฐานวทยา (ภาพท 4.8 (ฉ)) นนกเหนไดวาเฟสของยางนนมขนาดใหญและเกดชองวางระหวางเฟสมากซงนนจงเปรยบเสมอนเปนจดบกพรองในชนงานจงทาใหความแขงแรงของชนงานลดลง

0

200

400

600

800

1000


Moo

dulu

s (M

Pa)

สำนกหอ


50

ภาพท 4.14 แผนภมแสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide

รปท 4.14 แสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสม SAN/NR ซงจะเหนไดวาเมอนา SAN มาผสมกบยางธรรมชาตจะทาใหคา tensile strength ของพอลเมอรผสมทไดลดลงประมาณ 50 % เมอเทยบกบ SAN ทงนเนองจาก โดยธรรมชาตของ NR นนม tensile strength ทตา และไมสามารถผสมเขากบ SAN ได ดงนนเมอไดรบแรงดงจะเกดการเคลอนทผานกนของเฟส SAN และ NR ไดงายและเมอพจารณาพอลเมอรผสม SAN/NR ทมการใชสารวองไวปฏกรยา ในสตรตางๆ กพบวาคา tensile strength ของพอลเมอรผสมทได ไมแตกตางจากพอลเมอรผสมในสตร SN มากนก ถงแมวาในพอลเมอรผสมบางสตร ซงไดแก SNM, SNS และ SNSM นนจะมลกษณะสณฐานวทยาทละเอยดกวาซงแสดงถงความเขากนไดทมากขนเมอเทยบกบ SN ทงนเปนผลเนองมาจาก NR ทกระจายอยนนยงคงมคณสมบตของยางธรรมชาตปกตและไมมความคงรปจงเปนผลทาใหคา tensile strength ของพอลเมอรผสมในสตรดงกลาวไมเพมขนเมอเทยบกบพอลเมอรผสมในสตร SN สวนพอลเมอรผสมทมการใช peroxide เปนสารวองไวปฏกรยารวม ซงไดแก SNMP, SMSP และ SNSMP นน ถงแมวาเฟสของยางจะมความคงรปอนเนองมาจากการเชอมขวาง

โดย peroxide และทาใหยางแขงขน แตกพบวาลกษณะของเฟสยางทเชอมขวางนนมขนาดใหญและกระจายตวอยางไมสมาเสมอ จงเปรยบเสมอนเปนจดบกพรองในชนงาน สงผลทาให tensile

strength ของพอลเมอรผสมในสตรดงกลาวนนไมเพมขนเมอเทยบกบพอลเมอรผสม SN โดยเฉพาะอยางยงในสตร SNMP นนมสณฐานวทยาทมกอนยางขนาดใหญกวาสตรอนๆ จงทาใหมคา tensile

strength ตากวาพอลเมอรผสม SN อยางเหนไดคอนขางชดเจน

0

10

20

30

40

50

60

70


Tens

ile st

reng

th (M

Pa)

สำนกหอ


51

ภาพท 4.15 แผนภมแสดงคา % elongation at break ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide

แตเมอทาการพจารณาคา % elongation at break ซงแสดงในภาพท 4.15 กพบวาเมอนา SAN มาผสมกบยางนนจะทาใหคา % elongation at break มแนวโนมคงท แตเมอมการใช MA,

SMA หรอ MA รวมกบ SMA (สตร SNM, SNS และ SNSM ตามลาดบ) พบวาพอลเมอรผสมทไดมคา % elongation at break เพมขน โดยท SNSM นนจะมคา % elongation at break สงทสด ทงนเปนผลเนองมาจากพอลเมอรผสมในสตรนนนมการกระจายตวของอนภาค NR ทมขนาดเลกทสดซงเกดอนมาจากความเขากนไดระหวาง SAN และ NR ซงขนาดอนภาค NR ทมขนาดเลกนจะสามารถเกดการยดไดมากกวาอนภาคยางทมขนาดใหญ และเมอพจารณาการใชสารวองไวปฏกรยาทม peroxide อยดวยนนพบวาคา % elongation at break มแนวโนมคงทเมอเทยบกบการไมเตม สารวองไวปฏกรยาใดๆ และมแนวโนมลดลงเมอเทยบกบพอลเมอรผสมในสตรทไมเตม peroxide ทงนเนองมาจากการใช peroxide ในระบบการผสมนนจะทาใหเฟสของยางเกดการเชอมขวางและทาใหเกดเปนกอนยางขนาดใหญและมขนาดไมสมาเสมอขน จงเปรยบเสมอนเปนจดบกพรองททาใหชนงานยดออกไดไมมาก

0

5

10

15

20

25


Elon

gatio

n at

bre

ak (%

)

สำนกหอ


52

ภาพท 4.16 กราฟแสดงความสมพนธระหวางแรงและระยะยด จากการทดสอบการดงยดของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบ MA, SMA และ peroxide

จากภาพท 4.16 นนแสดงใหเหนวา SAN (S) นนมพฤตกรรมการแตกหกแบบเปราะ (brittle) คอมคา modulus เรมตนสงและยดไดนอย โดยไมเกดการเปลยนแปลงรปรางแบบถาวร (permanent deformation) กอนการแตกหก แตเมอนา SAN มาผสมกบ NR (SN) นนพบวากราฟจากการดงยดทไดนนมลกษณะเปลยนไป โดยม modulus เรมตนทตากวา SAN และมจดคราก (yield

point) ซงบงบอกถงการเปลยนแปลงรปรางแบบหดกลบได (elastic deformation) ไปเปนการเปลยนแปลงรปรางแบบถาวร (permanent deformation) เกดขน แตสามารถดงยดไดนอย สวนพอลเมอรผสม SAN/NR ทมการเตม สารวองไวปฏกรยา ในสตร SNS, SNM และ SNSM นนแสดงใหเหนลกษณะของกราฟการดงยดทเปลยนไปอยางชดเจน โดยจะแสดงพฤตกรรมการแตกหกแบบเหนยว (ductile) และเกด cold drawing หลงจากจด yield point ซงการ cold drawing นนบงบอกถงการจดเรยงตวของโมเลกลในทศทางการดง โดยพอลเมอรผสมสตร SNSM นนจะสามารถดงยดไดมากทสด สวนพอลเมอรผสมในสตรทมการใช peroxide รวมดวย ซงไดแก SNMP, SNSP และ SNSMP นนจะมลกษณะของกราฟการดงยดทแตกตางไป คอจะไมเหนการเกด cold drawing

ภายหลงจากจด yield point ขน แตยงสามารถยดไดมากกวาพอลเมอรผสมในสตร SN

สำนกหอ


53

ภาพท 4.17 แผนภมแสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบMA, SMA และ peroxide

ภาพท 4.17 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN/NR ในสตรตางๆ โดยจากผลการทดลองนนจะพบวาเมอนา SAN มาผสมกบ NR จะทาใหคา impact strength ของพอลเมอรผสมทไดเพมขนเลกนอย และเมอมการใชสารวองไวปฏกรยาในระบบการผสมดวยกพบวา การใช SMA เปนสารวองไวปฏกรยา (SNS) นนจะทาใหเกดการเพมขนของคา impact strength ไดมากกวาการใช MA ทงนนาจะเปนผลเนองมาจาก SMA ทเตมลงไปนนเปนโคพอลเมอร ดงนนในระบบทใช SMA นน เปรยบเสมอนวามพอลเมอรผสมอย 3 เฟส โดย SMA นจะผสมเขากนไดกบ SAN จงเขาไปอยในเฟสของ SAN ซงทาหนาทเปนเฟสตอเนอง และชวยทาให SAN สามารถรบแรงกระแทกไดมากกวากรณทใช MA ซงเปนสารเคมทมโมเลกลเลก ซง MA นนจะเขาไปเกดการกราฟตในเฟสของ NR มากกวาเขาไปอยในเฟสของ SAN แตเมอมการใชสารวองไวปฏกรยารวมกนระหวาง SMA และ MA นนกพบวาพอลเมอรผสมทได (SNSM) มคา impact strength สงกวาพอลเมอรผสมทใช MA (SNM) แตมคา impact strength ตากวาพอลเมอรผสมทใช SMA (SNS)

ทงนเปนมาจาก SMA นนไปชวยเสรมการทางานของ MA โดยเขาไปอยในเฟสของ SAN ทาใหสามารถรบแรกกระแทกไดดกวาการใช MA เพยงอยางเดยว

0

1

2

3

4

5

6


Impa

ct st

reng

th (k

J/m

2 )

สำนกหอ


54

ตารางท 4.3 สมบตทางความรอนของพอลเมอรผสม SAN/NR ทใช MA, SMA และ Peroxide เปน สารวองไวปฏกรยา

สตร Glass transition temperature (°C)

NR SAN

NR -66.89 -

SAN - 98.63

SN -63.11 91.01

SNM -64.02 91.73

SNS -64.07 94.87

SNSM -66.56 90.53

SNMP -66.63 92.57

SNSP -67.81 91.37

SNSMP -67.99 93.18

ตารางท 4.3 แสดงคา glass transition temperature (Tg) ของพอลเมอรผสมในสตรตางๆ โดยคา Tg ของ NR นนอยท -66.89 °C สวน SAN นนมคา Tg อยท 98.63 °C เมอนา SAN และ NR มาผสมกนโดยไมมการเตมสารวองไวในการเกดปฏกรยานนพบวาเกดการเปลยนแปลงของคา Tg เกดขน โดยในเฟสของ NR นนม Tg เพมสงขน ทงนเนองจาก SAN ทผสมเขาไปจะแทรกตวอยในเฟสของ NR ทาใหเกดการเคลอนไหวของสายโซโมเลกลของ NR ไดยาก Tg จงสงขน สวนในเฟสของ SAN นนพบวาคา Tg ลดลง ทงนเนองมาจากการนา SAN ผสมกบ NR นนจะทาให SAN ม free volume เพมมากขน จงเกดการเคลอนไหวของสายโซโมเลกลไดงาย Tg จงตาลง และเนองจากในหวขอท 4.2 นนแสดงใหเหนวาการผสมของ SAN และ NR โดยทไมมการเตมสารทมความวองไวปฏกรยา นนแสดงถงความไมเขากนได ดงนนแสดงวาการเปลยนแปลงของคา Tg ของพอลเมอรผสมดงกลาวเปนการเปลยนแปลงอยางไมมนยสาคญหรอกลาวไดวาพอลเมอรผสมระหวาง SAN และ NR นนไมสามารถผสมเขากนได สวนพอลเมอรผสมในสตรอนๆ ทมการเตมสารวองไวปฏกรยากใหผลเชนเดยวกนกบกรณของพอลเมอรผสมทไมเตมสารวองไวปฏกรยา จากการเปรยบเทยบสมบตตางๆ ของพอลเมอรผสม SAN/NR ทใช MA, SMA และ peroxide เปนสารวองไวปฏกรยา นนพบวาพอลเมอรผสม SNSM นนมลกษณะของสณฐานวทยาทละเอยดและสมาเสมอซงบงบอกถงการเกดความเขากนไดระหวางเฟสของ SAN กบเฟสของยางมากขน และมคา %elongation at break สงกวาพอลเมอรผสมในสตรตางๆ อยางเหนไดชดเจน แตอยางไรกตามพอลเมอรผสม SNSM นนยงมคา impact strength ทตากวา SNS

สำนกหอ


55

ซงจากการศกษาพอลเมอรผสม SAN/NR ทใช สารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA,

SMA และ peroxide นนกพบวาพอลเมอรสตร SNS และ SNSM นนมสมบตเชงกลทดทสดเมอเทยบกบสตรอนๆ

4.4 การศกษาพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใช สารวองไวปฏกรยา ในระบบ phenolic resin

ในหวขอทผานมานนไดเปนการศกษาการเตรยมพอลเมอรผสมระหวาง SAN/NR โดยใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide สวนในหวขอนจะเปนการเปลยนชนดของสารวองไวปฏกรยาเปน phenolic resin ซงเหตผลทเลอกใช phenolic resin ในการเตรยมพอลเมอรผสมระหวาง SAN กบ NR เนองจาก phenolic resin นสามารถทาใหเกดปฏกรยาเชอมขวางในเฟสของยางไดเมอใช SnCl2 เปนตวเรงปฏกรยา และนอกจากนเมอทดลองนา SAN มาผสมกบ phenolic resin และใช SnCl2 เปนตวเรงปฏกรยาพบวากราฟแสดงพฤตกรรมการหลอมของ SAN

ในภาพท 4.18 นนพบวาคาทอรคในการผสมเพมขนอยางรวดเรวเมอเตม phenolic resin และ SnCl2

ซงการเพมขนของคาทอรคนนบงบอกไดวา phenolic resin ทใชรวมกบ SnCl2 นนสามารถทาใหเกดปฏกรยาเชอมขวางใน SAN และเมอทดลองผสม phenolic resin รวมกบ SnCl2 ในพอลสไตรน (PS) นนพบวาไมเกดการเพมขนของคาทอรคหลงจากเตม phenolic resin และ SnCl2 ซงผลดงกลาวนาจะนาชวยบงบอกไดวา ปฏกรยาการเชอมขวางทเกดขนนนนาจะเกดผานทหมอะครโลไนไตรล ของ SAN เนองจาก SAN กบ PS นนมความแตกตางกนตรงหมอะครโลไนไตรล ซงปฏกรยาทนาจะเกดขนนนแสดงในภาพท 4.19

ภาพท 4.18 กราฟแสดงพฤตกรรมการหลอมของ SAN และ PS ทมการเตม phenolic resin 0.5 phr

รวมกบ SnCl2 0.1 phr

สำนกหอ


56

ภาพท 4.19 ปฏกรยาทเปนไปไดระหวาง SAN และ phenolic resin ซงใช SnCl2 เปนตวเรงปฏกรยา

จากภาพท 4.19 จะเหนไดวาหมไฮดรอกซล (-OH) ของ phenolic resin นนจะทาปฏกรยากบหมอะครโลไนไตรลเมอม SnCl2 เปนตวเรงปฏกรยา และเนองจาก phenolic resin หนงสายโซนนมไฮดรอกซลหลายหมจงใหสามารถเกดปฏกรยากบหมอะครโลไนไตรลของ SAN ไดหลายหม สงผลทาใหเกดการเชอมขวางเกดขน

เมอทาการผสม SAN กบ NRp1 และ NRp2 ซง NRp ทงสองชนดนเปนยางทมการใช phenolic resin เทากนคอ 0.5 phr แตมปรมาณของ SnCl2 ซงทาหนาทเปนตวเรงปฏกรยาของ phenolic resin แตกตางกนโดย NRp1 ม SnCl2 0.26 phr และ NRp2 มปรมาณของ SnCl2 0.05 phr

พบวาพอลเมอรผสมทไดมคาดชนการไหลตากวาพอลเมอรผสม SAN กบ NR ซงนนแสดงใหเหนวาการใช NR ทม phenolic resin เปนสารททาใหเกดการเชอมขวางนนจะทาใหพอลเมอรผสมทไดมความหนดในการหลอมเหลวสงขน เนองจากการเกดการเชอมขวางขนในระหวางกระบวนการผสม [ ] และเมอพจารณาสตรการผสม ผสมของ SAN, NRp1 (หรอ NRp2) และมการเตม phenolic

resin และ SnCl2 เพมเขาไปอกนนกพบวาคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมทไดนนมคานอยกวาการใช SAN ผสมกบ NRp1 หรอ NRp2 เพยงอยางเดยว ซงนนอาจเกดเนองจาก phenolic resin และ SnCl2 ทเตมลงไปนนไปทาใหเกดการเชอมขวางของ SAN และ NR เพมขน (ซงสอดคลองกบผลการทดลองในภาพท 4.18) สงผลทาใหความหนดสงขน

สำนกหอ


57

ภาพท 4.20 แผนภมแสดงดชนการไหลท 220 °C ของพอลเมอรผสม SAN/NR ทไมไดเตมและเตม สารวองไวปฏกรยาในระบบของ phenolic resin

เมอพจารณาสมบตการดงยดของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบ phenolic resin นนกพบวาพอลเมอรผสมทไดนนมคา modulus คอนขางคงทเมอเทยบกบพอลเมอรผสมในสตร SAN/NR (ภาพท 4.21)

ภาพท 4.21 แผนภมแสดงคา modulus ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic

resin

0

5

10

15

20

25

ดชนก

ารไหล

(g/1

0min

)

0

100

200

300

400

500

600

Mod

ulus

(MPa

)

สำนกหอ


58

แตเมอพจารณาคา tensile strength ในภาพท 4.22 นนพบวาพอลเมอรผสม SAN/NR

ในระบบ phenolic resin นนมคา tensile strength ทสงขนเมอเทยบกบพอลเมอรผสมในสตร SAN/NR ซงนนนาจะเปนผลมาจากยาง NRp1 และ NRp2 เกดการการเชอมขวางและ phenolic

resin ทเตมลงไปนนกจะทาใหเกดการเชอมขวางของเฟส SAN ไดในระหวางกระบวนการผสม เปนผลใหความแขงแรงตอการดงเพมมากขน เมอเทยบกบ SAN/NR ซงเฟสของยางไมไดเกดการเชอมขวาง

ภาพท 4.22 แผนภมแสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin

เมอพจารณาคา % elongation at break ภาพท 4.23 พบวาการเตรยมพอลเมอรผสม SAN กบ NRp1 และ NRp2 นนจะทาใหคา % elongation at break เพมสงขนเลกนอยเมอเทยบกบพอลเมอรผสม SAN/NR ซงนนแสดงวา phenolic resin ในยางนนนาจะทาใหเกดการการยดเหนยวกบเฟสของ SAN ไดเนองจาก phenolic resin ทอยในเฟสของ NR นนกมโอกาสทจะมาเกดปฏกรยาในเฟสของSAN ได สวนในสตรทมการเตม phenolic resin และ SnCl2 เพม phenolic resin ทเตมเพมเขาไปนนกจะมโอกาสไปเกดปฏกรยาไดทง SAN และ NR ซงจะนาไปสการเชอมขวางกนระหวางเฟสได ดงนนจงทาให % elongation at break เพมสงขน

05

10152025303540

Tens

ile st

reng

th (M

Pa)

สำนกหอ


59

ภาพท 4.23 แผนภมแสดงคา % elongation at break ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin

เมอพจารณาภาพท 4.24 พบวาคา impact strength ของพอลเมอรผสมของ SAN/NR ในระบบ phenolic resin นมคาตากวาของพอลเมอรผสมสตร SAN/NR โดยเฉพาะพอลเมอรผสมในสตร SAN/NRp1 และ SAN/NRp2 นนมคา impact strength ตากวา SAN/NR มาก ทงนอาจเนองมาจากเกดการ crosslink ในเฟสของ NR เนองมาจาก phenolic จงทาใหอนภาคยางทกระจายตวอยมขนาดใหญประมาณ 10 μm (ภาพท 4.25) โดยเฉพาะสตรการผสมทมการเตม phenolic resin

เขาไประหวางการผสมนนจะเหนไดวารองรอยของเฟสยางทกระจายตวอยนนมรปแบบทไมแนนอนกลาวคอมทงเปนแบบทรงกลมและลกษณะทเปนรอยยดยาวของยาง และพบวาการเตม phenolic 0.1 phr จะมเฟสของยางเคลอบอยบนผวหนาของชนงาน ซงบงบอกถงวาเฟสของ NR

บางสวนไมละลายใน n-hexane ซงนาจะเกดเนองมาจากการทยางนนเกดการเชอมขวางมากขนจงทาใหความสามารถในการละลายใน n-hexane นนลดลง

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Elon

gatio

n at

bre

ak (%

)

สำนกหอ


60

ภาพท 4.24 แผนภมแสดงคาimpact strength ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin

ภาพท 4.25 สณฐานวทยาของพอลเมอรผสมระหวาง SAN/NR ในอตราสวน 75/25: (ก)

SAN/NRp1 (ข) SAN/NRp2 (ค) SAN/Phe0.1/SnCl20.05/NRp1 (ง)SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp1

(จ) SAN/Phe0.1/SnCl20.05/NRp2 (ฉ) SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp1 ทสกดเฟสยางออกโดยใช n-hexane

0.000.501.001.502.002.503.003.504.00

Impa

ct st

reng

th (k

J/m

2)

สำนกหอ


61

ตารางท 4.4 สมบตทางความรอนของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบ phenolic resin

สตร

Glass transition temperature

(°C)

NR SAN

NR -66.89 -

SAN - 98.63

SAN/NRp1 -65.19 97.54

SAN/NRp2 -65.35 99.54

SAN/Phe0.1/SnCl20.05/NRp1 -63.56 100.80

SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp1 -64.09 97.02

SAN/Phe0.1/SnCl20.05/NRp2 -65.18 96.55

SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp2 -64.60 97.00

จากตารางท 4.4 นนพบวา Tg ของพอลเมอรผสมในระบบ phenolic resin นนเกดการ เกดการเปลยนแปลงเลกนอยเมอเทยบกบ Tg ของ NR และ SAN แตเมอเปรยบเทยบกบการเปลยนแปลง Tg ของพอลเมอรผสมในสตร SN นนพบวาเกดการเปลยนแปลงนอยกวา ดงนนแสดงวาการเปลยนแปลงคา Tg ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin นนไมมนยสาคญทจะบงบอกถงความเขากนไดระหวาง SAN และ NR

4.5 การศกษาพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ SMA, MA และ peroxide โดยกระบวนการอดรด (extrusion)

จากการศกษาผลอทธพลของชนดสารวองไวปฏกรยา ทงสองระบบ ไดแกระบบ MA,

SMA และ peroxide และระบบ phenolic resin ในเครองผสมแบบปด พบวาพอลเมอรผสม SAN/NR ทใชสารวองไวปฏกรยาเปน SMA และ MA รวมกบ SMA (สตร SNS และ SNSM

ตามลาดบ) ทาใหพอลเมอรผสมทไดมคา % elongation at break และ impact strength สงกวาพอลเมอรผสมในสตรอนๆ ทงในระบบ MA, SMA และ peroxide ดวยกนเองและระบบ phenolic resin

ดงนนจงไดเลอกพอลเมอรสองสตรทใหผลดทสดน ไปทาการผสมโดยใชเครองอดรดแบบสกรค (twin screw extruder) เพอศกษาการผสมในกระบวนการอดรด ซงพอลเมอรผสมทเตรยมไดนนจะถกนาไปขนรปเพอทดสอบสมบตเชงกลโดยใชเครองฉดขนรป (injection molding) ซงผลทไดพบวาชนงานทไดนนมผวภายนอกทเรยบ แตเมอลองหกชนงานดพบวาผวภายนอกของชนงานนน

สำนกหอ


62

สามารถลอกออกได และเมอนาชนงานแตกหกทผานการทดสอบการรบแรงกระแทกแลวนาไปวเคราะหสณฐานวทยาโดยเทคนค SEM ซงสณฐานวทยาของพอลเมอรผสมทไดนนแสดงในภาพท 4.26

(ก)

(ข)

(ค)

สำนกหอ


63

(ง)

ภาพท 4.26 แสดงสณฐานวทยาของพนผวแตกหกของ ของพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25): (ก) SN (ข) SNS (ค) SNSM และ (ง) SNSMP

ซงจากภาพท 4.26 จะเหนไดวาพอลเมอรผสมในสตร SN, SNS และ SNSM (ภาพท 4.26 (ก), (ข), (ค)) นนมสณฐานวทยาทมลกษณะเปนชนและแผน เมอเพมกาลงขยายขนกพบวาเฟสของยางทกระจายตวอยในเฟสตอเนองของ SAN นนไมมรปแบบของเฟสยางทแนนอน แตเฟสยางจะแทรกอยระหวางชนของเฟส SAN ซงลกษณะสณฐานวทยาดงกลาวนนแตกตางจากสณฐานของ

พอลเมอรผสมทไดจากการผสมดวยเครองผสมแบบปดอยางมาก โดยเฉพาะพอลเมอรผสมในสตร SNSM (ภาพท 4.8 (จ)) ซงจากการผสมดวยเครองผสมแบบปด นนจะทาใหเกดการกระจายตวของอนภาคยางขนาดเลกและกระจายตวอยางสมาเสมอ ซงสาเหตทเปนเชนนเนองจากพอลเมอรผสมหลอมอยทบรเวณทางออกเปนเวลานานจงทาให SAN กบ NR ทเขากนไดไมด นนเกดการกลบมารวมตวกนของอนภาค NR และเนองจากพอลเมอรทงสองตวมความหนดตางกนจงเกดการไหลไมพรอมกนเมอถกดงออกมาจากเครองอดรดจงทาใหเกดการแยกออกจากกนในลกษณะทเปนชน นอกจากนอกปจจยหนงทอาจสงผลตอเหตการณดงกลาว คอลกษณะของเครองผสม โดยเครองอดรดแบบสกรคทใชในการเตรยมพอลเมอรผสมสาหรบงานวจยนเปนเครองผสมสาหรบเตรยม PVC

compounding จงมแรงเฉอนทตากวาการผสมในเครองผสมแบบปดทใช rotors ชนด roller ซงเปน rotor สาหรบหลอมผสมพลาสตกซงจะใหแรงเฉอนทสงกวา จงทาใหเกดการกระจายตวของเฟสยางเปนอนภาคขนาดเลกและกระจายตวไดอยางสมาเสมอกวา แตในสตร SNSMP (ภาพท 4.26 (ง)) นนพบวาลกษณะของสณฐานวทยานนคลายกบสณฐานวทยาของพอลเมอรผสมทไดจากการผสมในเครองผสมแบบปด โดยลกษณะผวหนาของชนงานจะไมพบการแยกตวกนเปนชนๆ แตจะเหนเฟสของยางเปนกอนกระจายตวอยบนผวหนาของชนงาน สาเหตทเปนเชนนเนองจากการเตม

สำนกหอ


64

peroxide ลงไปนนจะไปทาใหเฟสของยางเกดการเชอมขวางทาใหเกดการคงรปและไมเกดการแยกชนของเฟสยางกบ SAN

ภาพท 4.27 แผนภมแสดงคา modulus ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA,

SMA และ peroxide ทไดจากกระบวนการอดรด

จากภาพท 4.27 แสดงคา modulus ของพอลเมอรผสมในสตรตางๆ ซงพบวาการผสม SAN กบ NR (สตร SN) นนจะทาใหคา modulus ของพอลเมอรผสมทไดลดลงเมอเทยบกบ SAN

นนแสดงวาการผสมยางลงใน SAN นนจะทาใหความตานทานในการเปลยนรปของ SAN ลดลง และเมอเปรยบเทยบกบพอลเมอรผสม SAN/NR ทมเตม SMA (สตร SNS) พบวาคา modulus จะลดลงเลกนอย แตเมอมการใช SMA รวมกบ MA (SNSM) นนพบวาคา modulus จะเพมขนเมอเทยบกบการใช SMA เปน สารวองไวปฏกรยา เพยงอยางเดยว และเมอมการใช peroxide รวมกบ SMA และ MA นนกพบวา modulus นนมคาสงกวาสตรทไมมไดเตม peroxide ซงจากการพจารณาสณฐานวทยานนกพบวาในกรณทไมม peroxide ลกษณะสณฐานวทยาของพอลเมอรผสมทไดจะมลกษณะทเปนชนๆ สวนสตรทม peroxide นนจะเหนไดวาเฟสของ SAN ในพอลเมอรผสมนนยงคงมลกษณะทเปนผวตอเนองอยจงทาใหมความตานทานตอการเปลยนรปไดดกวา เมอพจารณาคา tensile strength ในภาพท 4.28 นนจะเหนไดวาพอลเมอรผสมในสตร SN, SNS และ SNSM นนมแนวโนมทใกลเคยงกน แตในสตร SNSMP ซงใช SMA, MA และ peroxide เปน สารวองไวปฏกรยา รวมกนนนจะมคา tensile strength สงกวาพอลเมอรผสมในสตรอนๆ อยางเหนไดชดเจน ทงนนาจะเปนผลเนองมาจากสณฐานวทยา ซงพอลเมอรผสมสตร SN,

SNS และ SNSM นนมเฟสของ SAN ในลกษณะทไมตอเนองโดยจะมลกษณะเปนชนๆ แต ใน SNSMP นนพบวาเฟสของ SAN ยงคงมความตอเนองอยจงทาใหมความแขงตอแรงดงทสงกวา

0

500

1000

1500

2000

S SN SNS SNSM SNSMP

Mod

ulus

(MPa

)

สำนกหอ


65

เมอพจารณาคา % elongation at break ในภาพท 4.29 นนพบวาพอลเมอรผสมในสตร SN, SNS และ SNSM นนมคา % elongation at break ของพอลเมอรผสมทไดเพมขนเมอเทยบกบ SAN เนองจากยางทแทรกตวอยในเฟสของ SAN นนจะทาใหเกดการดงยดไดมากขน

ภาพท 4.28 แผนภมแสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ

MA, SMA และ peroxide ทไดจากกระบวนการอดรด

ภาพท 4.29 แผนภมแสดงคา % elongation at break ของพอลเมอรผสมทใช MA, SMA และ Peroxide เปน สารวองไวปฏกรยา ทไดจากกระบวนการอดรด

0

20

40

60

80

S SN SNS SNSM SNSMP

Tens

ile st

reng

th (M

Pa)

0

2

4

6

8

10

S SN SNS SNSM SNSMP

Elon

gatio

n at

bre

ak (%

)

สำนกหอ


66

ภาพท 4.30 แผนภมแสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสมทใชสารวองไวปฏกรยาในระบบ

MA, SMA และ Peroxide ทไดจากกระบวนการอดรด

เมอพจารณาคา impact strength (ภาพท 4.30) ของพอลเมอรผสม SAN/NR นนพบวาพอลเมอรผสมสตร SN, SNS และ SNSM นนมคา impact strength ทใกลเคยงกน แตเมอมการใชสารวองไวปฏกรยาเปน SMA, MA และ peroxide เปน รวมกนจะทาใหคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN/NR ทไดนนลดลงอยางชดเจนเมอเทยบกบพอลเมอรผสมในสตร SN ทงนเนองจากในสตร SNSMP นนมกอนยางขนาดใหญกระจายตวอยซงกอนยางขนาดใหญนจะเปรยบเสมอนเปน จดบกพรองในชนงานทาใหมคา impact strength ทตา

ซงจากการศกษานนพบวาพอลเมอรผสม SAN/NR ทใชสารวองไวปฏกรยาเปน MA,

SMA และ Peroxide โดยผสมในกระบวนการอดรด และขนรปโดยกระบวนการฉดขนรป นนทาใหเกดความไมเสถยรของเฟสยางและทาใหสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมนนลดลง ซงทงนเนองจากเฟสยางทใชนนไมมความคงรปจงทาใหเกดการกลบมารวมตวกนไดอกและเกดการแยกเฟสกนระหวาง SAN และ NR อยางชดเจน ดงนนในการเตรยมพอลเมอรผสมของ SAN กบยางทขนรปในกระบวนการอดรดนนจะตองทาใหเฟสของยางมความคงตวเพอไมใหเกดการกลบมารวมตวของ NR ในระหวางกระบวนการขนรปและสามารถกระจายตวไดด และขณะเดยวกนเฟสของยางทกระจายตวนนกจะตองมขนาดทพอเหมาะ ไมเลกหรอใหญเกนไปเพราะจะทาใหความสามารถในการรบแรงกระแทกลดลง ซงวธการทจะทาใหยางนนคงรปนนสามารถทาโดยทาใหเฟสของยางเกดเชอมขวางขน ซงการใช peroxide นนกเปนตวหนงทสามารถทาใหยางเกดการเชอมขวางได แตเนองจาก peroxide นนเปน

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

S SN SNS SNSM SNSMP

Impa

ct st

reng

th (K

J/m

2 )

สำนกหอ


67

สารเชอมขวางททาใหเกดปฏกรยาการเชอมขวางของ NR ไดอยางรวดเรวจงทาใหยางเกดการเชอมขวางกอนทจะเกดการกระจายตวอนเนองมาจากแรงเฉอน

4.6 การศกษาพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25) โดยใช NR ทมการดดแปลงหมฟงกชน MNR และ ENR โดยกระบวนการอดรด

ในหวขอนไดสนใจการเตรยมพอลเมอรผสมโดยทาใหเกดการเชอมขวางของยางเพอใหเกดการคงรปของอนภาคยางเมอไดรบแรงเฉอนสงในกระบวนการฉดขนรปซงในการศกษานสนใจเลอกยาง MNR และ ENR มาใช เนองจากยาง MNR มหมแอนไฮไดรด (anhydride) และยาง ENR มหมอพอกไซด (epoxide) ซงสองหมนสามารถทจะเกดปฏกรยากนไดดงภาพท 4.31

ภาพท 4.31 ปฏกรยาระหวางหมแอนไฮไดรดของยาง MNR กบหมอพอกไซดของยาง ENR

โดยทปฏกรยาทเกดขนนนจะไมเรวเทากบปฏกรยาของ peroxide โดยปฏกรยาทงสองหมนจะทาใหเกดการเชอมโยงของสายโซโมเลกลยางสองสายโซเขาดวยกนจงทาใหยางนนมความคงรป ซงยาง ENR ทใชนนเปนยาง ENR สาเรจรป สวนยาง MNR นนจะไดจากการเตรยมโดยหลอมผสม NR กบ MA ทอณหภม 145 °C ซงอณหภมและแรงเฉอนในระหวางกระบวนการผสมนนจะทาใหเกดการกราฟของ MA บนสายโซโมเลกลยางขน โดย MNR ททาการเตรยมนนมดวยกน 2 สตรคอ MNR ทใช MA 3 phr ใหชอวา 3MNR และ MNR ทใช MA 5 phr ใหชอวา 5MNR ซงเมอทาการวเคราะหยาง MNR ทเตรยมดวยเทคนค FTIR จะไดกราฟดงภาพท 4.32

จากกราฟ FTIR ในภาพท 4.32 จะเหนไดวาทง 3MNR และ 5MNR นนม peak ทแตกตางจาก NR คอ peak ท 1716.85 และ 1714.02 cm-1ซง peak ทเกดขนนนใกลเคยงกบ1710 cm-1

ซงบงบอกถง carbonyl groups ทเกดเนองจากปฏกรยาของหม anhydride กบความชน [ ] จากผลการทดสอบทไดนนสามารถแสดงใหเหนวาสามารถเตรยม NR ทมหม anhydride กราฟตตดอยบน

สำนกหอ


68

สายโซโมเลกลได จากนนจงนายางทเตรยมไดไปเตรยมพอลเมอรผสมกบ SAN โดยมสตรหารผสมดงตารางท 4.5

ภาพท 4.32 กราฟ FTIR ของยาง NR, 3MNR และ 5MNR

ตารางท 4.5 ชอสตรของพอลเมอรผสม SAN/NR โดยใช NR ทมการดดแปลงหมฟงกชน MNR

และ ENR

ชอสตร ความหมาย

3MNR SAN/3MNR (75/25)

5MNR SAN/5MNR (75/25)

ENR SAN/ENR (75/25)

3MNR90 ENR10 SAN/(3MNR90%/ 3ENR10%) (75/25)

3MNR70 ENR30 SAN/(3MNR70%/3 ENR30%) (75/25)


5MNR90 ENR10 SAN/(5MNR90%/5ENR10%) (75/25)

5MNR70 ENR30 SAN/(5MNR70%/5 ENR30%) (75/25)


หมายเหต : 3MNR = maleated natural rubber ทม MA 3 phr

5MNR = meleated natural rubber ทม MA 5 phr

สำนกหอ


69

ภาพท 4.33 แผนภมแสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SAN กบยาง ENR และ MNR โดยกระบวนการอดรด

จากคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบของยาง ENR และ MNR

ในภาพท 4.33 นนจะเหนวาการผสมยางชนดใดหนงเพยงอยางเดยวนนพบวาคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมทไดนนมคาสงกวาดชนการไหลของ SAN นนแสดงวาการผสม SAN กบยาง ENR

หรอ MNR อยางใดอยางหนงนนไมไดทาใหเกดการยดเหนยวกนระหวางเฟสของ SAN กบยาง แตยางทใสเขาไปนนจะไปแทรกอยระหวางเฟสของ SAN ทาใหสามารถเกดการไหลผานกนของเฟส SAN และ NR ไดงาย แตในกรณของพอลเมอรผสม SAN กบยาง MNR ผสม ENR ซงพบวาคาดชนการไหล จะลดลงเมอเทยบกบกรณทใชยาง ENR หรอ MNR เพยงอยางใดอยางหนง และเมอสดสวนของ ENR ทใชในการผสมมากขนกยงทาใหคาดชนการไหลจะลดลงมากขน ซงสาเหตทเปนเชนนเนองจากการใชยาง ENR มากนนจะทาใหมหมอพอกไซดในการเขาทาปฏกรยามากขนดวยดงนนจงทาใหมการเชอมขวางของเฟสยางไดมากคาความหนดของพอลเมอรผสมทไดจงเพมสงขนมาก โดยคาความหนดของพอลเมอรผสม SAN กบยางผสม ENR กบ MNR นนเพมขนตามปรมาณของ ENR ทใชในการผสม

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

3MNR 5MNR ENR 100 3MNR90

ENR10

3MNR70

ENR30

3MNR50

ENR50

5MNR90

ENR10

5MNR70

ENR30

5MNR50

ENR50

ดชนก

ารไหล

(g/1

0min

)

สำนกหอ


70

สำนกหอ


71

ภาพท 4.34 แสดงสณฐานวทยาพนผวการแตกหกของพอลเมอรผสม SAN/NR (75/25): (ก) 3MNR

(ข) 5MNR (ค) ENR (ง) 3MNR90 ENR10 (จ) 3MNR70ENR30 (ฉ) 3MNR50 ENR50 (ช) 5MNR90 ENR10 (ซ) 5MNR70 ENR30 (ฌ) 5MNR50 ENR50

และเมอพจารณาผลของสณฐานวทยาในรปท 4.34 โดยจะเหนวาพอลเมอรผสมSAN/NR ทใชยาง MNR ตอ ENR ในสดสวน 50 ตอ 50 นนจะมลกษณะของเฟสยางจบตวเปนกอนทมลกษณะทรงกลมทชดเจนกวาในกรณทใช ENR นอย และจะเหนวา 5MNR นนจะทาใหกอนของยางมขนาดใหญกวาการใช 3MNR สาเหตทเปนเชนนแสดงวา 5MNR นนจะทาใหยางเกดการเชอมขวางไดมากวา 3MNR เนองจากมปรมาณของ MA ทมากกวา เมอพจารณาผลของการทดสอบการดงยดพบวา พอลเมอรผสม SAN ทมการใชยางผสมของ ENR และ MNR นนจะมคา modulus ทสงกวาพอลเมอรผสมทใชยาง ENR หรอ MNR

เพยงอยางเดยว (ภาพท 4.35) ซงสาเหตทเปนเชนนนาจะเปนผลเนองจากเมอเฟสของยางเกดการ เชอมขวางขนจะทาใหเกดความแขงแรงมากยงขนจงทาใหพอลเมอรผสมทไดมความตานทานตอการเปลยนรปทมากกวาการเตรยมพอลเมอรผสมของ SAN กบยาง ENR หรอ MNR เพยงชนดใดชนดหนงซงเฟสของยางจะไมเกดความคงรป

สำนกหอ


72

ภาพท 4.35 แผนภมแสดงคา modulus ของพอลเมอรผสม SAN กบยาง ENR และ MNR โดยกระบวนการอดรด

และเมอพจารณาคา tensile strength ในภาพท 4.36 นนกพบวามแนวโนมเชนเดยวกบคา modulus กลาวคอเมอใชยาง ENR ผสมกบ MNR จะทาใหพอลเมอรผสมของ SAN ทไดมคา tensile strength เพมสงขนโดยคา tensile strength ทเพมสงขนนเกดเนองมาจากการเชอมขวาง ของเฟสยาง และการใชสดสวนของยาง MNR ตอ ENR เปน 50 ตอ 50 นนกพบวาจะทาใหคาสงกวาการใช MNR ตอ ENR ในสดสวนอน

ภาพท 4.36 แผนภมแสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสม SAN กบยาง ENR และ MNR โดยกระบวนการอดรด

0

200

400

600

800

1000

1200

3MNR 5MNR ENR 3MNR90

ENR10

3MNR70

ENR30

3MNR50

ENR50

5MNR90

ENR10

5MNR70

ENR30

5MNR50

ENR50

Mok

dulu

s (M

Pa)

0

10

20

30

40

50


ENR10

3MNR70

ENR30

3MNR50

ENR50

5MNR90

ENR10

5MNR70

ENR30

5MNR50

ENR50

Tens

ile st

reng

th (M

Pa)

สำนกหอ


73

ภาพท 4.37 แผนภมแสดงคา % elongation at break ของพอลเมอรผสม SAN กบยาง ENR และ MNR โดยกระบวนการอดรด

เมอพจารณาคา % elongation at break ในภาพท 4.37 นนกพบวาพอลเมอรผสม SAN/NR ทใชยาง MNR และ ENR รวมกนนนจะทาใหมคา % elongation at break สงกวาการใชยาง ENR หรอ MNR ชนดใดชนดหนง นนแสดงวาการใช ENR และ MNR รวมกน นาจะทาใหเกดแรงยดเหนยวระหวางเฟสของ NR และ SAN มากกวาการใชยาง MNR หรอ ENR ชนดใดเพยงชนดเดยว ซงสมมตฐานดงกลาวนนสามารถพสจนไดโดยการทดสอบทชอวา molau test [ ] ซงการทา molau test เปนเทคนคเชงคณภาพ ทใชในการพสจนถงการมอยของกราฟตโคพอลเมอรทเกดขนในระหวางการผสม ของพอลเมอรผสม ซงในการทา molau test นนจะอาศยหลกการละลาย โดยในการทาละลายนนจะทาการเลอกตวทาละลายทสามารถละลายพอลเมอร ทเปนเฟสหลก (matrix

phase) แตตองไมละลายพอลเมอรทเปนเฟสรอง (dispersion phase) ซงถาหากในพอลเมอรผสมนนไมมกราฟตโคพอลเมอรททาหนาเปนเสมอนเปนตวทาอมลซฟายเออร (emulsifier) อย พอลเมอรทเปนเฟสทกระจายตว กจะถกแยกออกมาและลอยอยบนสารละลายทมลกษณะเปนสารละลายใส ซงผลการทดสอบทเปนเชนนจะถกเรยกวา “ negative” ในทางกลบกนหากมกราฟตโคพอลเมอร ซงทาหนาทเปนอมลซฟายเออรนนกจะทาใหสารละลายทไดมสขาวขน เนองจากเกดการแขวนลอยของอนภาคของเฟสทกระจายตว ซงผลการทดลองแบบนจะเรยกวา “ positive”

ซงผลจากการทา molau test ของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบ MNR และ ENR

นนแสดงในภาพท 4.38

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00


ENR10

3MNR70

ENR30

3MNR50

ENR50

5MNR90

ENR10

5MNR70

ENR30

5MNR50

ENR50

Elon

gatio

n at

bre

ak (%

)

สำนกหอ


74

ภาพท 4.38 สารละลาย molau test ของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบ MNR และ ENR

ในภาพท 4.38 นนแสดง สารละลาย molau test ซงไดจากการนาเอาพอลเมอรผสมในแตละสตรไปละลายในตวทาละลาย dimethylformamide (DMF) ซงเปนตวทาละลายของ SAN แตไมละลาย NR จากผลการทดลองพบวาพอลเมอรผสม SAN/NR ทมการใชยาง MNR เพยงอยางเดยวนน พบวาสารละลายทไดจะใสและมสวนของยางทไมละลายลอยอยดานบนของสารละลาย ซงชใหเหนวาไมมกราฟตโคพอลเมอรซงเปนหนาทเปนอมลซฟายเออรเกดขนจากกระบวนการผสม แตเมอการผสมนนมการใช MNR และ ENR รวมกนจะเหนวาสารละลายทไดจะมสขาวขนซงบงบอกไดถงการเกดกราฟตโคพอลเมอรขนในระหวางกระบวนการผสม โดยกราฟตโคพอลเมอรนจะทาใหอนภาคของยางนนสามารถทจะแขวนลอยอยในสายละลายของ SAN และเมอทาการเปรยบเทยบกนระหวางการใช 3MNR และ 5MNR นนพบวา 3MNR นนจะใหสารละลายทขนกวา 5MNR ซงสาเหตทเปนเชนนเนองจาก ใน 5MNR นนมปรมาณของ MA อยมาและ MA 5 phr ทเตมลงไปนนกไมไดเกดการกราฟตบนยาง NR ทงหมด [ ] ทาใหเหลอ MA ทไมไดทาปฏกรยา ซง 5MNR นนจะเหลอ MA ทไมทาปฏกรยามากกวา 3MNR ดงนน MA ทเหลอจะทาใหเกดการเชอมขวางของ ENR และ MNR กนเองมากกวาทาใหเกดกราฟตโคพอลเมอร

เมอพจารณาคา impact strength ในภาพท 4.39 นนพบวาคา impact strength นนจะลดลงเมอปรมาณของ ยาง ENR เพมสงขน ทงนเปนผลเนองมาจากเมอยาง ENR มปรมาณเพมมากขนจะทาใหยางนนเกดการเชอมขวางไดมากจงทาใหเฟสของยางทกระจายตวอยใน SAN มขนาดใหญจงทาใหความสามารถในการกระแทกลดลงและยงพบวาการใชยาง 3MNR นนจะทาใหพอลเมอรผสมทไดมคา impact strength สงกวาการใชยาง 5MNR ทงนเนองมาจากในระบบ 5MNR นนจะพบวาเฟสของยางทกระจายตวอยนนมขนาดใหญกวาระบบของ 3MNR เนองมาจากการเกดเชอมขวางทมากกวานนเอง

สำนกหอ


75

ภาพท 4.39 แผนภมแสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN กบยาง ENR และ MNR โดยกระบวนการอดรด

จากผลการทดสอบสมบตทางความรอนดวยเทคนค DSC ในตารางท 4.6 นนพบวา NR

3 ชนดทนามาศกษา ซงไดแก ENR, 3MNR และ 5MNR นนมอณหภม Tg ทตางกนโดย ENR

>5MNR >3MNR และเมอมการนายางปรบปรงหมฟงกชนดงกลาวมาผสมกบ SAN กพบวา Tg ของพอลเมอรผสมทไดนนมการ shift ของ Tg ของ SAN และ NR เขาหากน และในระบบของ 3MNR

นนพบวาการใช 3MNR รวมกบ ENR ในสดสวน 3MNR ตอ ENR เปน 70 ตอ 30 และ 50 ตอ 50

นนพบวาพอลเมอรผสมทไดนนมคา Tg ในสวนของยาง 2 คาคอ Tg ทเปนของ 3MNR และ ENR

และเกดการเปลยนแปลงคา Tg ของยาง 3MNR และ ENR เขาหากน ซงนนแสดงวายางทงสองนนเกดการเชอมขวางกนไดบางสวน สวนในกรณการใชสดสวนของ 3MNR ตอ ENR เปน 90 ตอ 10

นนแสดง Tg ในสวนของยางเพยงคาเดยวคอท -63.34 °C ซงใกลเคยงกบ Tg ของ 3MNR มากกวา ENR ซงการทสามารถเหน Tg เพยงคาเดยวนนนาจะเนองมาจากยาง ENR ทใสลงไปนนมปรมาณทนอยจงทาใหไมสามารถแสดง Tg ในระหวางการทดสอบได สวนในระบบของ 5MNR นนพบวาพอลเมอรผสมทใช 5MNR รวมกบ ENR ทกอตราสวนจะแสดง Tg ของยางเพยงคาเดยวซงมคาอยเกอบกงกลางระหวาง 5MNR กบ ENR ซงนนชใหเหนวา 5MNR นนเกดการเชอมขวางกบ ENR ไดมากจงผสมเขากนไดกบ ENR ทงนนาเปนผลเนองมาจากความมขวทใกลเคยงกน และ MA ทอยใน 5MNR นนมสดสวนทเหมาะสมกบหมอพอกไซดทอยใน ENR สวน 3MNR นนมปรมาณของ MA

ทนอยกวา 5MNR ซงทาใหความเปนขวนอยกวา จงทาใหสามารถเขากนไดบางสวนกบ ENR แตการเขากนไดของ 5MNR และ ENR นนเปนผลทาให 5MNR และ ENR เกดการเชอมขวางกนได

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3MNR 5MNR ENR100 3MNR 90

ENR10

3MNR 70

ENR30

3MNR 50

ENR50

5MNR 90

ENR10

5MNR 70

ENR30

5MNR 50

ENR50

Impa

ct st

reng

th (K

J/m

2)

สำนกหอ


76

มากและทาใหเฟสของยางทกระจายตวอยในพอลเมอรผสมนนมขนาดใหญ และการเขากนไดเองน จงเปนผลทาใหเกดกราฟตโคพอลเมอรระหวางเฟสไดนอยกวาเมอเทยบกบระบบ 3MNR

ตารางท 4.6 แสดงคาสมบตทางความรอนของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบยาง MNR และ ENR


NR SAN

SAN pure - 98.63

ENR pure -56.29 -

3MNR pure -67.96 -

5MNR pure -65.4 -

3MNR -62.9 95.26

5MNR -63.54 94.86

ENR -52.7 98.37

3MNR90 ENR10 -63.34 96.25

3MNR70 ENR30 -55.59, -44.06 96.6

3MNR50 ENR50 -64.96, -55.29 96.00

5MNR90 ENR10 -62.15 94.98

5MNR70 ENR30 -61.11 95.73

5MNR50 ENR50 -62.79 97.27-

จากผลของสมบตเชงกลของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบ MNR และ ENR นนพบวา พอลเมอรผสมทใช 3MNR นนจะม tensile strength, elongation at break และ impact ทดกวา 5MNR ทมสดสวนของ MNR และ ENR เทากน และเมอพจารณาพอลเมอรผสม SAN/NR ทใช

3MNR รวมกบ ENR นนพบวา 3MNR ตอ ENR ในอตราสวน 50 ตอ 50 นนจะทาใหพอลเมอรผสมทไดมคา tensile strength และ % elongation at break สงกวาสดสวนอนๆ และรองลงมาคอ 3MNR

ตอ ENR ในอตราสวน 70 ตอ 30 และ 90 ตอ 10 ตามลาดบ แตคา impact strength นนมแนวโนมในทศทางตรงกนขาม กลาวคอ 3MNR: ENR ในอตราสวน 90 ตอ 10 นนจะทาใหไดพอลเมอรทมคา impact strength สงทสด รองลงมาคอ 3MNR ตอ ENR ในอตราสวน 70 ตอ 30 และ 50 ตอ 50

ตามลาดบ ซงจากผลทไดผลของสมบตการดงยดและสมบตการรบแรงกระแทกนนมแนวโนมใน

สำนกหอ


77

ทศทางทตางกน อยางไรกตามเพอเปนการเลอกสตรทเหมาะไปทาการศกษาผลของสดสวนการผสมของ SAN ตอ NR และผลของการใช SAN และ SANog ในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR

นน จงไดทาการเลอกสตรการผสมทใช 3MNR และมสดสวนของ 3MNR ตอ ENR เปน 70 ตอ 30

เนองจากจะไดทงสมบตการดงยดและสมบตการรบแรงกระแทกทพอดกน

4.7 การเปรยบเทยบผลของสดสวนในการผสมระหวาง SAN กบยางทมการปรบปรงหมฟงกชน ทเตรยมโดยกระบวนการอดรด

จากการศกษาในหวขอท 4.6 นนทาใหพบวาพอลเมอรผสมในสตร 3MNR70 ENR30

นนมสมบตเชงกลทดเมอเทยบกบพอลเมอรผสมในระบบเดยวกน จงเลอกสตรการผสมนมาทาการศกษาผลของอตราสวนการผสมของ SAN และ NR ทมการปรบปรงหมฟงกชน โดยทาการเปรยบเทยบ 2 อตราสวนคอ 75/25 และ 80/20

จากสณฐานวทยาของพอลเมอรผสมแตละสตรทมอตราสวนการผสมเปน 75/25 และ 80/20 ในภาพท 4.40 จะเหนไดวาในสตร 3MNR ในสดสวนการผสม 75/25 นนจะมการกระจายตวของเฟสยางมาปกคลมทผวหนาของชนงานมากกวาสดสวนการผสม 80/20 แตทงสองยงมลกษณะของสณฐานวทยาทคลายกนคอจะเหนการไหลของเฟสยางเปนเสนยาวในเฟสของ SAN สวนพอลเมอรผสมในสตร ENR นนพบวาในสดสวนการผสม 75/25 และ 80/20 นนมาความแตกตางกนโดยจะเหนวาผวหนาแตกหกของอตราสวน 75/25 จะเรยบกวาผวหนาแตกหกของอตราสวน 80/20 ทงนเนองมาจากในอตราสวน 80/20 นนมเฟสของยางนอยกวาจงเกดการแทรกตวอยในเฟสของ SAN

อยางหางๆ แตในอตราสวน 75/25 นนมเฟสของยางอยมากและเกดการแทรกตวในเฟสของ SAN ทมากกวา ทาใหเกดการแตกหกทไมเรยบ สวนในสตรการผสม 3MNR70 ENR30 นนจะเหนไดวาในอตราสวน 80/20 นนมเฟสของยางกระจายกนอยหางๆ เนองจากมเฟสยางอยนอย สวนในอตราสวน 75/25 นนจะแสดงใหเหนถงการกระจายตวของเฟสยางทใกลชดกนมากกวาเนองจากมปรมาณของเฟสยางมากกวา

สำนกหอ


78

(ก) 3MNR

(ข) ENR

(ค) 3MNR70 ENR30

ภาพท 4.40 สณฐานวทยาเปรยบเทยบของพอลเมอรผสมในอตราสวน 75/25 และ 80/20: (ก)

SAN/3MNR (ข) SAN/ENR (ค) SAN/3MNR70 ENR30

สำนกหอ


79

ภาพท 4.41 แผนภมเปรยบเทยบคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมในสดสวน SAN และยางชนดตางๆ ในอตราสวน 75/25 และ 80/20

จากผลการเปรยบเทยบคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมแตละสตรทมอตรา 75/25

และ 80/20 ในภาพท 4.41 นนพบวาในสตร 3MNR และสตร ENR ซงไมมเกดการเชอมขวาง ของเฟสยางและไมเกดแรงยดเหนยวระหวางเฟสของ SAN และ 3MNR ดงนน 3MNR ทเตมลงไป และเมอเปรยบเทยบกนระหวางอตราสวนการผสม 75/25 และ 80/20 นนกพบวาพอลเมอรผสมทมอตราสวน 80/20 นนมคาดชนการไหลตากวาพอลเมอรผสมอตราสวน 75/25 ทงนเปนผลเนองมาจากในอตราสวน 75/25 นนมยางแทรกอยในเฟสของ SAN มากกวา จงมความหนดขณะหลอมเหลวตากวา

ตารางท 4.7 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสมในสดสวน SAN และยางชนดตางๆ ในอตราสวน 75/25 และ 80/20

Tensile properties สดสวน

SAN/NR

สตร

3MNR ENR 3MNR70 ENR30

Tensile strength (MPa) 75/25 31.70 ±1.08 24.70 ±2.27 35.80 ±0.37

80/20 35.30 ±0.26 27.36 ±0.24 40.40 ±0.28

Elongation at break (%) 75/25 5.88 ±0.24 6.27 ±0.20 7.38 ±0.34

80/20 5.53 ±0.17 5.26 ±0.19 6.81 ±0.25

Modulus (MPa) 75/25 941.00 ±13.20 841.00 ±26.20 980.00 ±14.20

80/20 1030.00 ±18.90 922.44 ±13.23 1090.00 ±10.40

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00


ดชนก

ารไหล

(g/1

0min

) 75/25 80/20

สำนกหอ


80

เมอพจารณาเปรยบเทยบสมบตการดงยดของพอลเมอรผสมในสดสวน 75/25 และ 80/20 ของสตรตางๆ ในตารางท 4.7 พบวาพอลเมอรผสมสตร 3MNR, ENR และ 3MNR70 ENR30

ทมอตราสวนการผสม 80/20 นนจะมคา tensile strength และ modulus ทสงกวาอตราสวนการผสม 75/25 ซงนนแสดงใหเหนวา ความแขงแรงของพอลเมอรผสมของ SAN กบยางชนดตางๆ นนขนอยกบความแขงแรงของเฟส SAN ดงนนเมออตราสวนของ SAN ในพอลเมอรผสมมากกวา กจะสงผลทาใหพอลเมอรผสมทไดมคา modulus และ tensile strength ทสงกวา แตเมอพจารณาคา %

elongation at break นนพบวาพอลเมอรผสมทงสามสตรในอตราสวน 80/20 นนมคา % elongation

at break ทตากวาพอลเมอรผสมในอตราสวน 75/25 ทงนเปนผลเนองมาจากในอตราสวน 75/25 นนมปรมาณของเฟสยางมากกวาสงผลทาให SAN นนสามารถยดออกไดมากขน ซงผลของ %

elongation at break นนใหแนวโนมเดยวกนกบคา impact strength ในตารางท 4.8 นนคอพอลเมอรผสมในอตราสวน 80/20 นนมคา impact strength ตากวาพอลเมอรผสมในอตราสวน 75/25

ตารางท 4.8 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสมในสดสวน SAN และยางชนดตางๆ ในอตราสวน 75/25 และ 80/20

สตร Impact strength (kJ/m2)

75/25 80/20

3MNR 1.88 ±0.1 1.78 ±0.11

ENR100 2.16 ±0.18 1.69 ±0.10

3MNR70 ENR30 2.31 ±0.16 2.72 ±0.17

ตารางท 4.9 แสดงสมบตทางความรอนของของพอลเมอรผสมในสดสวน SAN และยางชนดตางๆ ในอตราสวน 75/25 และ 80/20


NR SAN

3MNR (75/25) -62.9 95.26

3MNR (80/20) -63.74 95.00

ENR (75/25) -52.7 98.37

ENR (80/20) -54.36 98.22

3MNR70ENR30 (75/25) -55.59, -44.06 96.6

3MNR70ENR30 (80/20) -64.59, -53.35 98.83

สำนกหอ


81

จากผลของสมบตทางความรอนของพอลเมอรผสมสตรตางๆ ในอตราสวน 80/20 และ 75/25 ในตารางท 4.9 นนพบวาเมอเปรยบเทยบคา Tg ของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ ENR

นนพบวาเมออตราสวนในการผสมแตกตางกนกไมไดทาใหเกดการเปลยนแปลงของคา Tg แตสาหรบสตร 3MNR70 ENR30 นนพบวาในอตราสวน 75/25 นนจะเกดการเปลยนแปลงของคา Tg

ของเฟสยางและ SAN ในพอลเมอรผสมมากวาพอลเมอรผสมในอตราสวน 80/20 ทงนอาจเกดเนองจากการทเฟสของยางมปรมาณทนอยกวานนทาใหเกดปฏกรยาระหวางยาง 3MNR กบ ENR

ไดนอยและเกดแรงยดเหนยวกบเฟสของ SAN ทนอยกวาจงสงผลทาใหความเขากนของ SAN และยางกจะนอยไปดวย

4.8 การศกษาเปรยบเทยบผลของการใช SAN เกรดปกตและ SANog เพอเตรยมพอลเมอรผสม ในสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30 ทมอตราสวนการผสมเปน 80/20 ในกระบวนการอดรด

ผลการทดลองในหวขอนเปนการเปรยบเทยบสมบตตางๆ ของการใช SAN และ SANog ในการเตรยมพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30 ซงเมอพจารณาสณฐานวทยาของพอลเมอรผสมทไดในภาพท 4.42 จะเหนไดวาพอลเมอรผสมทงสองสตรมสณฐานวทยาทไมแตกตางกน ซงชใหเหนวาสงปนเปอนทมอยใน SANog นนไมไดสงผลตอสณฐานวทยาของพอลเมอรผสมทได และเมอพจารณาคาดชนการไหลในภาพท 4.43 นนกพบวาพอลเมอรในสตร 3MNR และ 30MNR70 ENR50 นนไมแตกตางกน

ภาพท 4.42 เปรยบเทยบสณฐานวทยาของพอลเมอรผสมทใช SAN และ SANog: (ก) SAN/3MNR

(ข) SANog/3MNR (ค) SAN/3MNR70/ENR30 (ง) SANog/3MNR70ENR30

สำนกหอ


82

ภาพท 4.43 แผนภมแสดงคาดชนการไหลเปรยบเทยบผลของการใช SAN เกรดปกตและ SANog

เพอเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR (80/20)

ตารางท 4.10 สมบตเชงกลของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70ENR30 ทเตรยมดวย SAN และ SANog

สตร SAN Tensile stregth

(MPa)

Elongation at

break (%)

Modulus

(MPa)

Impact

strength

(kJ/m2)

3MNR SAN 35.30 ±0.26 5.53 ±0.17 1030 ±18.90 1.78 ±0.11

3MNR SANog 35.40 ±0.35 5.37 ±0.20 1040 ±12.00 1.84 ±0.15

3MNR70 ENR30 SAN 40.40 ±0.28 6.81 ±0.25 1090 ±10.40 2.72 ±0.17

3MNR70 ENR30 SANog 41.20 ±0.22 6.78 ±0.31 1090 ±12.20 2.47 ±0.14

จากผลสมบตเชงกลในตารางท 4.10 นนจะเหนไดวาคาเฉลยสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมทเตรยมโดยใช SAN และ SANog นนมคาทใกลเคยงกนมาก จงไดมการใชทฤษฏทางสถตเขามาชวยในการวเคราะหความแตกตางระหวางคาเฉลยของสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมทเตรยมโดยใช SAN และ SANog วามความแตกตางกนอยางมนยสาคญทางสถตหรอไม ซงสามารถตรวจสอบไดโดยการวเคราะหความแปรปรวนแบบปจจยเดยว (One-way ANOVA) โดยใชโปรแกรมทางสถต (MINITAB) ในการคานวณ โดยการวเคราะหนนจะเปนการทดสอบสมมตฐานเกยวกบความแตกตางระหวางคาเฉลยของสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมทเตรยมโดยใช SAN

และ SANog ทระดบนยสาคญท 0.05 (α=0.05) ซงผลของการวเคราะหดวยโปรแกรมทางสถตนนแสดงในภาพท 4.43 และ 4.44

0.00

2.00

4.00

6.00

3MNR 3MNR70 ENR30

ดชนก

ารไหล

(g/1

0min

) SAN

SANog

สำนกหอ


83

ภาพท 4.44 แสดงตาราง One-way ANOVA ทไดจากการคานวณโดยโปรแกรม MINITAB ของสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR ทเตรยมโดยใช SAN และ SANog

ภาพท 4.45 แสดงตาราง One-way ANOVA ทไดจากการคานวณโดยโปรแกรม MINITAB ของสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR70 ENR30 ทเตรยมโดยใช SAN และ SANog

สำนกหอ


84

ซงสมมตฐานทางสถตทตงไวคอ

H0: μ1 = μ2

H : μ1 ≠ μ2

โดยท μ1 คอคาเฉลยสมบตเชงกล (tensile strength, elongation at break, modulus และ impact strength) ของพอลเมอรผสมทเตรยมโดยใช SAN

μ2 คอคาเฉลยสมบตเชงกล (tensile strength, elongation at break, modulus และ impact strength) ของพอลเมอรผสมทเตรยมโดยใช SANog

พอลเมอรผสมในสตร 3MNR (ภาพท 4.44) จากการทดสอบสมมตฐาน ในตาราง One-

way ANOVA พบวา tensile strength และ elongation at break ม P-value มากกวา 0.05 (α) จงยอมรบ H0 และปฏเสธ H1 นนแสดงวาคา tensile strength และ elongation at break เฉลยของพอลเมอรผสมทเตรยมโดยใช SAN และ SANog นนแตกตางกนอยางไมมนยสาคญทางสถต ตามการทดสอบสมมตฐาน ทระดบความเชอมน 95 เปอรเซนต และจากการทดสอบ modulus และ impact

strength ในตาราง One-way ANOVA นนพบวาม P-Value นอยกวา 0.05 จงปฏเสธ H0 และยอมรบ H1 ซงนนแสดงวาคา modulus และ impact strength เฉลยของพอลเมอรผสมทเตรยมโดย SAN และ SANog นนมความแตกตางกน โดยพอลเมอรผสมทเตรยมจาก SANog นนมคา modulus และ impact strength ทสงกวาพอลเมอรผสมทเตรยมจาก SAN อยางมนยสาคญทางสถต ทระดบความเชอมน 95 เปอรเซนต

พอลเมอรผสมในสตร 3MNR 70 ENR30 (ภาพท 4.45) การทดสอบสมมตฐาน ในตาราง One-way ANOVA พบวา tensile strength และ impact strength ม P-value นอยกวา 0.05 (α) จงปฏเสธ H0 และยอมรบ H1 นนแสดงวาคา tensile strength และ impact strength เฉลยของพอลเมอรผสมทเตรยมโดย SAN และ SANog นนมความแตกตางกน โดยพอลเมอรผสมทเตรยมจาก SANog นนมคา tensile strength และ impact strength ทสงกวาพอลเมอรผสมทเตรยมจาก SAN อยางมนยสาคญทางสถต ทระดบความเชอมน 95 เปอรเซนต และจากการทดสอบคา elongation at

break และ modulus ในตาราง One-way ANOVA นนพบวาม P-Value มากกวา 0.05 จงยอมรบ H0

และปฏเสธ H1 ซงนนแสดงวาคา elongation at break และ modulus เฉลยของพอลเมอรผสมทเตรยมโดยใช SAN และ SANog นนแตกตางกนอยางไมมนยสาคญทางสถต ตามการทดสอบสมมตฐาน ทระดบความเชอมน 95 เปอรเซนต จากผลการวเคราะหทางสถต นนแสดงใหเหนวาการใช SANog ในการเตรยมพอลเมอรผสมกบยางทงในสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30 นนสงผลทาใหพอลเมอรผสมทไดมความตานทานตอการรบแรงกระแทกทสงกวาการใช SAN เกรดปกตนนแสดงวาสงปนเปอนทตด

สำนกหอ


85

มากบ SAN ในระหวางกระบวนการผลตนนสามารถชวยทาใหพอลเมอรผสมของ SANog กบยาง 3MNR และ 3MNR70 ENR30 นนมความสามารถในการรบแรงกระแทกไดมากขน

ตารางท 4.11 แสดงสมบตทางความรอนของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30

ทเตรยมโดยใช SAN และ SANog

สตร SAN Glass transition temperature (°C)

NR SAN

3MNR SAN -63.74 95.00

3MNR SANog -64.66 94.76

3MNR70ENR30 SAN -64.59, -53.35 98.83

3MNR70ENR30 SANog -63.65, -53.33 97.46

จากการศกษาเปรยบเทยบสมบตทางความรอนของพอลเมอรผสมสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30 ทใช SAN และ SANog ในการเตรยมในตารางท 4.11 พบวาผลของสมบตทางความรอนนนไมแตกตางกนอยางอยางมนยสาคญ ซงนนแสดงวาสและสงปนเปอนของ SANog

นนกไมไดสงผลตอสมบตทางความรอนของพอลเมอรผสมทงสองสตรดงกลาว

สำนกหอ


86

บทท 5

สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการทดลอง

งานวจยนไดทาการศกษาการเตรยมพอลเมอรผสม SANog/NR ในระบบการผสมทางกายภาพ (physical blend) ซงจากผลการทดลองพบวาการผสม SANog และ NR ทางกายภาพนนไมเกดความเขากน (incompatible) ในทกอตราสวนการผสม จากนนจงไดศกษาผลของการใชสารชวยเพมความเขากนได ซงเปนสารวองไวปฏกรยาใน 2 ระบบ ไดแก ระบบ MA, SMA และ peroxide

และระบบ phenolic resin ในเครองผสมแบบปดและขนรปโดยวธการอดขนรป โดยในการศกษาอทธพลของชนดของสารวองไวปฏกรยานนจะใช SAN เกรดปกตในการศกษาเพอควบคมปจจยในเรองของสารปนเปอนทอาจสงผลตอการทาปฏกรยาเคม สงผลทาใหวเคราะหผลการทดลองไดยาก ซงจากผลทไดพบวาการใชสารวองไวปฏกรยาเปน SMA จะสงผลทาใหพอลเมอรผสม SAN/NR

นนมคา impact strength สงทสด และเมอมการใช SMA รวมกบ MA นนจะทาใหพอลเมอรผสม SAN/NR ทไดมคา % elongation at break สงทสด ซงจากผลทไดนจงไดทาการเลอกสารวองไวปฏกรยาชนดดงกลาวไปใชในการเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR ขนใหมในกระบวนการอดรดและขนรปดวยกระบวนการฉดขนรป ซงจากผลการทดลองกพบวาพอลเมอรผสมทไดมลกษณะทางสณฐานวทยาทแตกตางจากพอลเมอรผสมสตรเดยวกน แตเตรยมในเครองผสมแบบปด คอมลกษณะการแยกตวของ SAN กบ NR เปนชนๆ ซงผลดงกลาวนนเกดขนมาจากการทเฟสของ SAN

และ NR นนเขากนไดไมดพอและไมคงรปในระหวางกระบวนการผสม จงเกดการกลบมารวมตวกนและเมอพอลเมอรผสมนนถกดนใหไหลออกมาจากเครองอดรดกจะเกดการไหลไมพรอมกนจงทาใหเกดการแยกเฟสกนไดอยางชดเจน ดงนนเพอเปนการแกปญหาดงกลาว จงไดมการเตรยมพอลเมอรผสมในระบบใหมเพอใหเหมาะสมกบกระบวนผสมแบบอดรดและขนรปดวยกระบวนการฉดขนรป โดยใช SAN ผสมกบยาง MNR และ ENR ซงจากผลการทดลองนนพบวาการใชยางผสมของ MNR กบ ENR นนจะทาใหสณฐานวทยาของพอลเมอรผสมทไดนนมลกษณะของเฟส NR ทเสถยรกวาการใช SMA และ MA เปนสารวองไวปฏกรยา เนองจากการเกดปฏกรยาของหมแอนไฮไดรดใน MNR กบ หมอพอกไซดใน ENR ทาใหเกดการเชอมขวางของโมเลกลยาง สงผลทาใหเฟสของยางคงตวขน

สำนกหอ


87

จากผลของสมบตเชงกลของพอลเมอรผสม SAN/NR ในระบบ MNR และ ENR นนพบวา พอลเมอรผสมทใช 3MNR นนจะม tensile strength, elongation at break และ impact

strength ทดกวา 5MNR ทมสดสวนของ MNR และ ENR เทากน และเมอพจารณาพอลเมอรผสม SAN/NR ทใช 3MNR รวมกบ ENR นนพบวาการใช 3MNR ตอ ENR ในอตราสวน 50 ตอ 50 นนจะทาใหพอลเมอรผสมทไดมคา tensile strength และ % elongation at break สงกวาสดสวนอนๆ และรองลงมาคอ 3MNR ตอ ENR ในอตราสวน 70 ตอ 30 และ 90 ตอ 10 ตามลาดบ แตคา impact

strength นนมแนวโนมในทศทางตรงกนขาม กลาวคอ 3MNR ตอ ENR ในอตราสวน 90 ตอ 10 นนจะทาใหไดพอลเมอรทมคา impact strength สงทสด รองลงมาคอ 3MNR ตอ ENR ในอตราสวน 70

ตอ 30 และ 50 ตอ 50 ตามลาดบ ซงจากผลของสมบตการดงยดและสมบตการรบแรงกระแทกนนมแนวโนมในทศทางทตางกน อยางไรกตามเพอเปนการเลอกสตรทเหมาะไปทาการศกษาผลของสดสวนการผสมของ SAN ตอ NR และผลของการ ใช SAN และ SANog ในการเตรยมพอลเมอรผสมนน จงไดทาการเลอกสตรการผสมทใช 3MNR และมสดสวนของ 3MNR ตอ ENR เปน 70 ตอ 30 เนองจากจะไดทงสมบตการดงยดและสมบตการรบแรงกระแทกทพอดกน ซงจากการศกษาพบวา การใช SANog ในการเตรยมพอลเมอรผสมนน จะทาใหพอลเมอรผสมทเตรยมไดมคาความแขงแรงตอการดงยดและมความสามารถในการรบแรงกระแทกไดมากกวาพอลเมอรผสมทเตรยมโดยใช SAN เกรดปกตอยางมนยสาคญทางสถต ทระดบความเชอมน 95 เปอรเซนต

5.2 ขอเสนอแนะ

5.2.1 ในการเตรยมพอลเมอรผสมของ SAN/NR ดวยกระบวนการอดรดและขนรปโดยกระบวนการฉดขนรปนน จะตองทาใหเฟสของยางเกดความคงรป ซงสามารถทาไดโดยการทาใหเกดการเชอมขวางของเฟสยางในระหวางกระบวนการผสม และสารวองไวปฏกรยาทใชนนกควรจะตองไมทาใหเกดปฏกรยาการเชอมขวางทเรวจนเกนไป เพราะจะทาใหยางเกดการจบตวกนเปนกอนขนาดใหญและสงผลใหสมบตเชงกลของพอลเมอรผสมทไดไมดขน

5.2.2 ควรทาการปรบเปลยนสดสวนของ MNR และ ENR ทใชในการเตรยมพอลเมอรผสมของ SAN/NR เพอใหเกดระดบการเชอมขวางทเหมาะสม ซงระดบการเกดการเชอมขวางทเหมาะสมนนจะทาใหเกดการกระจายตวของเฟสยางทมขนาดเลก ซงจะชวยใหพอลเมอรผสมทเตรยมไดนนมสมบตเชงกลทดยงขน

สำนกหอ


88

บรรณานกรม

[1] Thanit, Clearpoungpit. (2010). Data of SAN off grade, 29 April.

[2] Brydson, John Andrew. (1989). Plastic materials . London. Butterworths.

[3] Phinyocheep, P., Saelao J., and Buzaré J. Y. (2007). "Mechanical properties, morphology and

molecular characteristics of poly(ethylene terephthalate) toughened by natural

rubber." Polymer 48, 19 (September): 5702 - 5712

[4] Bitinis, N. et al. (2011). "Structure and properties of polylactide/natural rubber blends."

Materials Chemistry and Physics 129, 3 (October): 823 - 831.

[5] Carone, E. et al. (2000). "In situ compatibilization of polyamide 6/natural rubber blends with

maleic anhydride." Polymer 41, 15 (October): 5929-5935.

[6] Tanrattanakul, Varaporn, Nutthorn Sungthong, and Phatchareeya Raksa. (2008). "Rubber

toughening of nylon 6 with epoxidized natural rubber." Polymer Testing 27, 7

(October): 794 - 800.

[7] George, Snooppy et al. (1999). "Rheological behaviour of thermoplastic elastomers from

polypropylene/acrylonitrile-butadiene rubber blends: effect of blend ratio, reactive

compatibilization and dynamic vulcanization." Polymer 40, 15 (July): 4325-4344.

[8] Ptick, A. et al. (2007). "Morphology and thermal behaviour of SAN/EPDM blends." Express

Polymer Letters 1, 6 (May): 370 - 377.

[9] Harrats, C. et al. (2004). "Phase morphology development and stabilization in

polycyclohexylmethacrylate/polypropylene blends: uncompatibilized and reactively

compatibilized blends using two reactive precursors." Polymer 45, 24 (November):

8115-8126.

[10] George, Benny, S. Maiti, and I. Varma. (2007). "Impact modification of SAN using NR-g-

SAN copolymers." Journal of Materials Science 42, 19 (June): 8262-8270.

[11] Brydson, John Andrew. (1989). Plastic materials . London. Butterworths.

[12] พงษธร แซอย. (2548). ยาง : ชนด สมบต และการใชงาน. กรงเทพฯ. ศนยเทคโนโลยและวสดแหงชาต.

[13] Nakason, C. et al. (2002). "Rheological properties of maleated natural rubber and natural

rubber blends." Polymer Testing 21, 4 (March): 449-455.

สำนกหอ


89

[14] Saelao, J., and P. Phinyocheep. (2005). "Influence of styrene on grafting efficiency of maleic

anhydride onto natural rubber." Journal of Applied Polymer Science 95, 1

(January): 28-38.

[15] Nakason, C. et al. (2006). "Rheological, thermal and morphological properties of maleated

natural rubber and its reactive blending with poly(methyl methacrylate)." Polymer

Testing 25, 5 (August): 656-667.

[16] Jozef Bicerano. (2010). Compatibilizers. Accessed Date. Available from

http://www.plas2006.com/UploadFile/TopicFile/20063112235119.doc

[17] Koning, Cor et al. (1998). "Strategies for compatibilization of polymer blends." Progress in

Polymer Science 23, 4 (August): 707-757.

[18] Schneider, Michael, Tha Pith, and Morand Lambla. (1996). "Structured latex particles as

impact modifiers for poly(styrene–co-acrylonitrile) blends." Polymers for

Advanced Technologies 7, 7 (October): 577-588.

[19] Hale, W., H. Keskkula, and D. R. Paul. (1999). "Effect of crosslinking reactions and order of

mixing on properties of compatibilized PBT/ABS blends." Polymer 40, 13 (June):

3665-3676.

[20] Kitayama, N., H. Keskkula, and D. R. Paul. (2000). "Reactive compatibilization of nylon

6/styrene-acrylonitrile copolymer blends. Part 1. Phase inversion behavior." Polymer

41, 22 (October): 8041-8052.

[21] Oommen, Zachariah et al. (1997). "Melt rheological behaviour of natural rubber/poly(methyl

methacrylate)/natural rubber-g-poly(methyl methacrylate) blends." Polymer 38, 22

(October): 5611-5621.

[22] George, Snooppy et al. (1995). "Blends of isotactic polypropylene and nitrile rubber:

morphology, mechanical properties and compatibilization." Polymer 36, 23

(October): 4405-4416.

[23] Tacx, J. C. J. F. et al. (2002). "Phase behaviour of ternary system styrene - maleic anhydride

(SMA) and two styrene - acrylonitrile (SAN) copolymers having different

compositions." Polymer 43, 3 (February): 737-742.

สำนกหอ


90

[24] Hernández, M. et al. (2006). "Influence of Type of Vulcanization on Rheological and

Thermal Properties of PP/NR Blends." Polymer Bulletin 56, 2 (December): 285-

291.

[25] Nakason, Charoen, Sitisaiyidah Saiwari, and Azizon Kaesaman. (2006). "Rheological

properties of maleated natural rubber/polypropylene blends with phenolic modified

polypropylene and polypropylene-g-maleic anhydride compatibilizers." Polymer

Testing 25, 3 (November): 413-423.

[26] Borggreve, R. J. M., R. J. Gaymans, and J. Schuijer. (1989). "Impact behaviour of nylon-

rubber blends: 5. Influence of the mechanical properties of the elastomer." Polymer

30, 1 (January): 71-77.

สำนกหอ


91

ภาคผนวก

สำนกหอ


92

ภาคผนวก ก

ขอมลประกอบผลการวจย

สำนกหอ


93

ก.1 ขอมลการทดลองของพอลเมอรผสม SAN/NR กบสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide

ตารางท ก.1 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide

ตารางท ก.2 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสม SAN/NR กบสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide

สตร Tensile strength (MPa) Elongation at break (%) Modulus (MPa)

S 60.63 ±2.63 8.10 ±0.09 813.00 ±33.80

SN 25.70 ±0.70 7.75 ±0.85 509.00 ±12.70

SNM 23.72 ±0.42 11.80 ±2.41 503.46 ±15.02

SNS 25.58 ±0.55 9.07 ±1.90 516.40 ±11.33

SNSM 24.20 ±0.41 18.13 ±2.39 530.00 ±12.60

SNMP 20.82 ±1.19 7.76 ±0.56 445.27 ±15.21

SNSP 24.62 ±1.29 7.71 ±1.57 533.90 ±14.73

SNSMP 23.20 ±1.81 8.12 ±1.51 495.11 ±14.53

สตร ดชนการไหล (g/10min)

S 3.076 ±0.15

SN 19.683 ±0.72

SNM 10.098 ±0.38

SNS 11.107 ±0.57

SNSM 9.375 ±0.40

SNMP 2.026 ±0.08

SNSP 5.568 ±0.25

SNSMP 3.524 ±0.28

สำนกหอ


94

ตารางท ก.3 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN/NR กบสารวองไวปฏกรยาในระบบ MA, SMA และ peroxide

สตร Impact stregth (kJ/m2)

S 1.76 ±0.36

SN 2.60 ±0.87

SNM 2.23 ±0.20

SNS 4.67 ±0.81

SNSM 2.60 ±0.57

SNMP 2.24 ±0.68

SNSP 2.08 ±0.48

SNSMP 1.72 ±0.43

ภาพท ก.1 แสดง DSC Thermogram ของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA, SMA และ peroxide

สำนกหอ


95

ก.2 ขอมลการทดลองของพอลเมอรผสม SAN/NR กบสารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin

ตารางท ก.4 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SAN/NR กบสารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin


SAN/NR 19.68 ±0.72

SAN/NRp1 9.90 ±0.57

SAN/NRp2 14.94 ±1.07

SAN/Phe0.1/SnCl20.05/NRp1 3.66 ±0.21

SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp1 5.58 ±0.21

SAN/Phe0.1/SnCl20.05/NRp2 5.25 ±0.24

SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp2 6.42 ±0.23

ตารางท ก.5 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin


SAN/NR 25.70 ±0.70 7.75 ±0.85 509.00 ±12.70

SAN/NRp1 29.12 ±0.63 8.66 ±1.18 500.00 ±12.70

SAN/NRp2 29.22 ±0.55 8.44 ±0.49 506.00 ±8.05

SAN/Phe0.1/SnCl2 0.05/NRp1 31.41 ±2.06 7.57 ±0.88 518.44 ±17.56

SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp1 28.88 ±1.95 7.13 ±0.91 511.00 ±10.98

SAN/Phe0.1/SnCl2 0.05/NRp2 28.38 ±0.91 7.52 ±0.91 491.00 ±10.90

SAN/Phe0.05/SnCl2 0.05/NRp2 29.40 ±1.38 7.70 ±0.96 507.00 ±15.30

สำนกหอ


96

ตารางท ก.6 แสดง impact strength ของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยา ในระบบ phenolic resin


SAN/NR 2.60 ±0.87

SAN/NRp1 1.29 ±0.33

SAN/NRp2 1.93 ±0.49

SAN/Phe0.1/SnCl2 0.05/NRp1 2.50 ±0.82

SAN/Phe0.05/SnCl20.05/NRp1 2.67 ±0.81

SAN/Phe0.1/SnCl2 0.05/NRp2 2.22 ±0.76

SAN/Phe0.05/SnCl2 0.05/NRp2 2.18 ±0.55

ภาพท ก.2 DSC Thermogram ของพอลเมอรผสม SAN/NR กบสารวองไวปฏกรยาในระบบ phenolic resin

สำนกหอ


97

ก.3 ขอมลผลการทดลองของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA, SMA

และ peroxideซงผสมในกระบวนการอดรด

ตารางท ก.7 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA, SMA และ peroxideซงผสมในกระบวนการอดรด


S 57.369 ±4.15 5.230 ±0.55 1543.826 ±38.42

SN 23.300 ±1.33 6.370 ±0.73 655.000 ±182.00

SNS 21.000 ±1.02 7.090 ±0.61 525.000 ±142.00

SNSM 19.700 ±0.14 6.020 ±0.28 644.000 ±77.30

SNSMP 28.500 ±0.51 6.060 ±0.34 873.000 ±37.6

ตารางท ก.8 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN/NR กบ สารวองไวปฏกรยา ในระบบ MA, SMA และ peroxideซงผสมในกระบวนการอดรด


S 1.80 ±0.39

SN 3.07 ±0.40

SNS 3.17 ±0.32

SNSM 2.92 ±0.20

SNSMP 2.27 ±0.27

สำนกหอ


98

ก.4 ขอมลผลการทดลองของพอลเมอรผสม SAN/NR โดยใช NR ทมการดดแปลงหมฟงกชน MNR

และ ENR โดยกระบวนการอดรด

ภาพท ก.3 แสดงกราฟ FTIR ของยาง ENR

ภาพท ก.4 แสดงกราฟ FTIR ของยาง NR

สำนกหอ


99

ภาพท ก.5 แสดงกราฟ FTIR ของยาง 3MNR

ภาพท ก.6 แสดงกราฟ FTIR ของยาง 5MNR

สำนกหอ


100

ภาพท ก.7 DSC thermogram ของยาง ENR

ภาพท ก.8 DSC thermogram ของยาง 3MNR

สำนกหอ


101

ภาพท ก.9 DSC thermogram ของยาง 5MNR

ตารางท ก.9 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสม SAN และยางธรรมชาตดดแปลงหมฟงกชน MNR และ ENR ทเตรยมโดยกระบวนการอดรด


3MNR 4.71 ±0.25

5MNR 3.11 ±0.11

ENR 100 4.56 ±0.36

3MNR90 ENR10 1.32 ±0.13

3MNR70 ENR30 0.65 ±0.04

3MNR50 ENR50 0.53 ±0.03

5MNR90 ENR10 0.97 ±0.06

5MNR70 ENR30 0.75 ±0.03

5MNR50 ENR50 0.72 ±0.03

สำนกหอ


102

ตารางท ก.10 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสม SAN และยางธรรมชาตดดแปลงหมฟงกชน MNR และ ENR ทเตรยมโดยกระบวนการอดรด


3MNR 31.70 ±1.08 5.88 ±0.24 941.00 ±13.2

5MNR 30.00 ±1.13 5.42 ±0.33 929.00 ±10.3

ENR100 24.70 ±2.27 6.27 ±0.20 841.00 ±26.2

3MNR90 ENR10 35.90 ±0.97 5.99 ±0.25 1000.00 ±13.9

3MNR70 ENR30 35.80 ±0.37 7.38 ±0.34 980.00 ±14.2

3MNR50 ENR50 39.00 ±0.33 8.08 ±0.39 1030.00 ±13.3

5MNR90 ENR10 36.80 ±0.31 7.41 ±0.49 998.00 ±20.6

5MNR70 ENR30 35.50 ±0.36 7.86 ±0.46 974.00 ±10.7

5MNR50 ENR50 36.80 ±0.31 7.41 ±0.49 998.00 ±20.6

ตารางท ก.11 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN และยางธรรมชาตดดแปลงหมฟงกชน MNR และ ENR ทเตรยมโดยกระบวนการอดรด


3MNR 1.88 ±0.10

5MNR 1.57 ±0.12

ENR100 2.16 ±0.18

3MNR 90 ENR10 2.65 ±0.17

3MNR 70 ENR30 2.31 ±0.16

3MNR 50 ENR50 2.25 ±0.16

5MNR 90 ENR10 2.43 ±0.10

5MNR 70 ENR30 2.10 ±0.18

5MNR 50 ENR50 1.85 ±0.20

สำนกหอ


103

ก.4 ขอมลผลการทดลองการเปรยบเทยบผลของสดสวนในการผสมระหวาง SAN กบ NR ทไดจากกระบวนการอดรด

ภาพท ก.10 แผนภมแสดงคา modolus ของพอลเมอรผสม SAN/3MNR, SAN/ENR,

SAN/3MNR70ENR30 ในสดสวน SAN/NR = 75/25 และ 80/20

ภาพท ก.11 แผนภมแสดงคา tensile strength ของพอลเมอรผสม SAN/3MNR70ENR30 ในสดสวน SAN/NR = 75/25 และ 80/20

0

500

1000

1500


Mod

ulus

(MPa

)

75/25 80/20

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00


Tens

ile st

reng

th (M

Pa)

75/25 80/20

สำนกหอ


104

ภาพท ก.12 แผนภมแสดงคา % elongation at break ของพอลเมอรผสม SAN/3MNR70 ENR30 ในสดสวน SAN/NR = 75/25 และ 80/20

ภาพท ก.13 แผนภมแสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสม SAN/3MNR70 ENR30 ในสดสวน SAN/NR = 75/25 และ 80/20

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0


Elon

gatio

n at

bre

ak (%

) 75/25 80/20

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

3MNR ENR 3MNR 70 ENR30

Impa

ct st

reng

th (K

J/m

2) 75/25 80/20

สำนกหอ


105

ตารางท ก.12 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR, ENR และ 3MNR70ENR30

ในสดสวน SAN ตอ NR ในสดสวน 75/25 และ 80/20


75/25 80/20

3MNR 4.71 ±0.25 4.56 ±0.23

ENR100 4.56 ±0.36 3.70 ±0.10

3MNR70 ENR30 0.65 ±0.04 1.63 ±0.08

ตารางท ก.13 แสดงสมบตการดงยดของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR, ENR และ 3MNR70ENR30

ในสดสวน SAN ตอ NR ในสดสวน 75/25 และ 80/20

Tensile properties สดสวน

SAN/NR

สตร

3MNR ENR100 3MNR70 ENR30

Tensile strength (MPa) 75/25 31.70 ±1.08 24.70 ±2.27 35.80 ±0.37

80/20 35.30 ±0.26 27.36 ±0.24 40.40 ±0.28

Elongation at break (%) 75/25 5.88 ±0.24 6.27 ±0.20 7.38 ±0.34

80/20 5.53 ±0.17 5.26 ±0.19 6.81 ±0.25

Modulus (MPa) 75/25 941.00 ±13.20 841.00 ±26.20 980.00 ±14.20

80/20 1030.00 ±18.90 922.44 ±13.23 1090.00 ±10.40

ตารางท ก.14 แสดงคา impact strength ของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR, ENR และ 3MNR70ENR30 ในสดสวน SAN ตอ NR ในสดสวน 75/25 และ 80/20


75/25 80/20

3MNR 1.88 ±0.1 1.78 ±0.11

ENR100 2.16 ±0.18 1.69 ±0.10

3MNR70 ENR30 2.31 ±0.16 2.72 ±0.17

สำนกหอ


106

ก.5 ขอมลผลการเปรยบเทยบการใช SAN เกรดปกตและ SANog เพอเตรยมพอลเมอรผสม SAN/NR (80/20)

ภาพท ก.14 แผนภมแสดงคา tensile strength เปรยบเทยบผลของการใช SAN เกรดปกตและ SANog เพอเตรยมพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30 (80/20)

ภาพท ก.15 แผนภมแสดงคา modulus เปรยบเทยบผลของการใช SAN เกรดปกตและ SANog เพอเตรยมพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30 (80/20)

30

32

34

36

38

40

42

3MNR 3MNR70 ENR30

Tens

ile st

reng

th (M

Pa)

SAN

SANog

960

980

1000

1020

1040

1060

1080

1100

1120

3MNR 3MNR70 ENR30

Mod

ulus

(MPa

)

SAN

SANog

สำนกหอ


107

ภาพท ก.16 แผนภมแสดงคา % elongation at break เปรยบเทยบผลของการใช SAN เกรดปกตและ SANog เพอเตรยมพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30 (80/20)

ภาพท ก.17 แผนภมแสดงคา impact strength เปรยบเทยบผลของการใช SAN เกรดปกตและ SANog เพอเตรยมพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70 ENR30 (80/20)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

3MNR 3MNR70 ENR30

Elon

gatio

n at

bre

ak (%

)

SAN

SANog

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

3MNR 3MNR70 ENR30

Impa

ct st

reng

th (M

Pa)

SAN

SANog

สำนกหอ


108

ตารางท ก.15 แสดงคาดชนการไหลของพอลเมอรผสมในสตร 3MNR และ 3MNR70ENR30 ทเตรยมดวย SAN และ SANog

SAN ทใช สตร Melt flow index (g/10min)

SAN 3MNR 4.56 ±0.23

3MNR70 ENR30 1.63 ±0.08

SANog 3MNR 4.48 ±0.24

3MNR70 ENR30 1.59 ±0.06

สำนกหอ


109

ประวตผวจย

ชอ-สกล นางสาวจารนช โรจนเสถยร ทอย 47/2 หม 3 ตาบลพงศประศาสน อาเภอบางสะพาน จงหวด ประจวบครขนธ 77140 E-mail address [email protected] ประวตการศกษา พ.ศ. 2 สาเรจการศกษาปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาปโตรเคมและวสด

พอล เมอร คณะวศวกรรมศาสตรและเทคโนโลย อตสาหกรรม มหาวทยาลยศลปากร

พ.ศ. 4 สาเรจการศกษาระดบปรญญามหาบณฑตสาขาวทยาการและวศวกรรมพอลเมอร มหาวทยาลยศลปากร

ประวตการฝกงาน พ.ศ. 2553 ฝกงานทบรษท ไทยนาม พลาสตกส จากด (มหาชน) แผนกวจยและ

พฒนาผลตภณฑ ทนทไดรบระหวางการศกษา พ.ศ. 3 – 2 4 ทนการศกษาและทนผชวยอาจารย ภาควชาวทยาการและวศวกรรมวสด คณะวศวกรรมศาสตรและเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยศลปากร ผลงานวจย

1. Jareenuch Rojsatean, Supakij Suttireungwong, and Manus Seadan. (2012). “Properties of Compatibilized SAN/NR Blends.” Advance Materials Research 488-489, 62 (March): 62 - 66

สำนกหอ


Documents

า 2554 ิทยาลัิลปากรยศ - Silpakorn University · STUDY OF STYRENE ACRYLONITRILE COPOLYMER (SAN) OFF-GRADE AND NATURAL RUBBER (NR) BLENDS ÿ Ü By Jareenuch