ผลของโครงสร้างโมเลกุลยางบิวทาไดอีนที่มีต่อสมบัติของยางผสมคงรูประหว่างยางธรรมชาติและยางบิวทาไดอีน

Effects of molecular structures of butadiene rubber on properties of natural rubber/butadiene rubber vulcanizates

Name: ยศวดี บัณฑิตย์

ThaSH: บิวทาไดอีน

ThaSH: โพลิเมอร์ผสม

ThaSH: โครงสร้างโมเลกุล

LCSH: Butadiene

LCSH: Copolymers

LCSH: Molecular structure

Abstract: โครงสร้างโมเลกุลของยางมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสมบัติและการใช้งาน ปัจจุบันมีเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถสังเคราะห์ยางบิวทาไดอีน (Butadiene rubber, BR) ให้มีโครงสร้างแตกต่างกัน เช่น ปริมาณ 1,2 และ 1,4 โครงสร้างสายโซ่ตรงและกิ่ง การกระจายนํ้าหนักโมเลกุลแบบ Unimodal และ Bimodal งานวิจัยนี้สนใจศึกษาผลของโครงสร้างโมเลกุลยางบิวทาไดอีนที่มีต่อสมบัติของยางผสมคงรูประหว่างยางธรรมชาติและยางบิวทาไดอีน (70/30 และ 60/40) เพื่อใช้สมบัติเด่นโดยเฉพาะสมบัติเชิงกลและพลวัตในการประยุกต์ใช้เป็นผลิตภัณฑ์ยางถอนขนสัตว์ปีก งานวิจัยนี้ทำการผสมยางด้วยเครื่องผสมระบบปิด และขึ้นรูปด้วยเครื่องอัดขึ้นรูป โดยปัจจัยที่ศึกษา ได้แก่ ปริมาณ 1,2 BR (0.0-17.0 %wt) โครงสร้างสายโซ่โมเลกุล (สายโซ่ตรงและกิ่ง) และการกระจายน้ำหนักโมเลกุล (แบบ Unimodal และ Bimodal) และศึกษาผลของสารตัวเติม (เขม่าดำ N330 ซิลิกา Hisil®255 และ Sidistar®) จากการศึกษาพบว่าเมื่อใช้ปริมาณ 1,2 BR แตกต่างกันให้ค่าสมบัติเชิงกลแตกต่างอย่างไม่มีนัยสำคัญ อย่างไรก็ดี การเพิ่มปริมาณ 1,2 BR ส่งผลให้ค่าความหนืดมูนนี่ มอดุลัสที่ระยะยืด 100 %, 300 % ความแข็งกด และเวลาในการเชื่อมโยงเพิ่มขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ 1,2 BR ในปริมาณ 3.8 %wt ให้ค่าความต้านทานการขยายรอยแตกจากการพับงอ 90 องศา (Ross flex resistance) และความต้านทานการขยายรอยแตกจากการพับงอ 180 องศา (De Mattia flex cracking resistance) มากที่สุดสำหรับ BR ที่มีโครงสร้างสายโซ่โมเลกุลแตกต่างกัน ให้ค่าความหนืดมูนนี่ ลักษณะการเชื่อมโยง และสมบัติเชิงกลแตกต่างกันอย่างไม่มีนัยสำคัญ การใช้ BR ที่มีโครงสร้างสายโซ่ตรงให้ค่าความต้านทานการขยายรอยแตกจากการพับงอ 90 องศา และ 180 องศา มากกว่า BR ที่มีโครงสร้างสายโซ่กิ่งการใช้ BR ที่มีการกระจายน้ำหนักโมเลกุลแตกต่างกันให้ค่าความหนืดมูนนี่ ลักษณะการเชื่อมโยง และสมบัติเชิงกลแตกต่างอย่างไม่มีนัยสำคัญ BR ที่มีการกระจายน้ำหนักโมเลกุลแบบ Bimodal ให้ค่าความต้านทานการขยายรอยแตกจากการพับงอ 90 องศา และ 180 องศา มากกว่า BR ที่มีการกระจายน้ำหนักโมเลกุลแบบ Unimodal ในการศึกษาการใช้อัตราส่วนยางผสมคงรูประหว่างยางธรรมชาติและยางบิวทาไดอีนที่แตกต่างกัน ให้ค่าความหนืดมูนนี่ลักษณะการเชื่อมโยงสมบัติเชิงกลและพลวัตมีค่าใกล้เคียงกัน นอกจากนี้การใช้เขม่าดำ N330 ร่วมกับซิลิกา Sidistar® ให้ค่าความต้านทานการขยายรอยแตกจากการพับงอ 90 องศา และ 180 องศาสูงกว่า เมื่อเทียบกับการใช้เขม่าดำ N330 และเขม่าดำ N330 ร่วมกับซิลิกา Hisil®255 อย่างไรก็ดีการใช้เขม่าดำ N330 ร่วมกับซิลิกา Hisil®255 ให้สมบัติเชิงกลดีกว่าเมื่อเทียบกับการใช้เขม่าดำ N330 และเขม่าดำ N330 ร่วมกับซิลิกา Sidistar®.

Abstract: Rubber properties and applications are essentially affected by rubber molecular structures. Nowadays, new technologies can be used to synthesize different butadiene rubber (BR) structures, such as 1,2 and 1,4 contents, linear and branching structures, unimodal and bimodal molecular weight distributions, etc. In this research, effects of BR structures in NR/BR blends (70/30 and 60/40) were studied. The objective was to seek for outstanding properties, especially mechanical and dynamic properties in order to use as “rubber plucking fingers”. Rubber compounds were mixed by using an internal mixer and shaped into sheet samples by a compression molding machine. Factors affecting rubber properties were studied, e.g., contents of 1,2 BR (0.0-17.0 %wt), linear and branching structures, molecular weight distributions (MWD) (unimodal and bimodal distributions) and types of fillers (carbon black N330, silica Hisil®255 and Sidistar®). It was found that mechanical properties were insignificantly different when different contents of 1,2 BR were used. However, Mooney viscosity, modulus at 100%, 300%, hardness and cure time were increased with increasing 1,2 BR. Ross flex and De Mattia flex cracking resistances were improved dramatically when 3.8 %wt of 1,2 BR was used. Mooney viscosity, cure characteristics and mechanical properties were negligibly different when different polymer structures of BR were used. Although, Linear BR enhanced Ross flex and De Mattia flex cracking resistances compared to those of branching BR. Mooney viscosity, cure characteristics and mechanical properties were insignificantly different when different MWDs of BR were used. Nevertheless, Ross flex and De Mattia flex cracking resistances of bimodal BR increased as compared to those of unimodal one. Mooney viscosity, cure characteristics, mechanical and dynamic properties were unchanged when different ratios of NR/BR were used. Moreover, using rubbers with carbon black N330 and silica Sidistar® enhanced Ross flex and De Mattia flex cracking resistances as compared to those of rubbers with carbon black N330, carbon black N330 and silica Hisil®255. However, mechanical properties of rubbers with carbon black N330 and silica Hisil®255 were enhanced as compared to those of rubbers with carbon black N330, carbon black N330 and silica Sidistar®.

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: Lifelong@kmitl.ac.th

Name: อิทธิพล แจ้งชัด

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : ittipol.ja@kmitl.ac.th

Created: 2562

Modified: 2564-08-26

Issued: 2564-08-26

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีพอลิเมอร์

Grantor: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

©copyrights สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Fulltext Yodsawadee Bundit.pdf	3.83 MB	1	2021-08-26 15:05:15

ใช้เวลา

0.022766 วินาที