Please use this identifier to cite or link to this item:
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17855
Title: | Water–swellable Rubber Based on Hydroxyethylcellulose Grafted Polyacrylamide and Epoxidized Natural Rubber Blends |
Other Titles: | ยางบวมน้ำจากไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสกราฟต์ด้วยพอลิอะคริลาไมด์ผสม ยางธรรมชาติอิพอกซิไดซ์ |
Authors: | Azizon Kaesaman Ajaman Adair Faculty of Science (Molecular Biotechnology and Bioinformatics) คณะวิทยาศาสตร์ สาขาวิชาชีววิทยาโมเลกุลและชีวสารสนเทศ |
Keywords: | Rubber Testing |
Issue Date: | 2022 |
Publisher: | Prince of Songkla University |
Abstract: | The aim of research was to prepare water-swellable rubber (WSR) based on hydroxyethyl cellulose (HEC) grafted polyacrylamide (PAM) and epoxidized natural rubber (ENR) blends. Research was consisted mainly of 2 parts, 1) to synthesize of grafted copolymer by means of solution radical copolymerization. Superabsorbent polymers (SAPs) and superabsorbent polymers composites (SAPCs) were prepared successfully by solution graft copolymerization of polyacrylamide onto hydroxyethyl cellulose, using potassium persulfate (KPS) as an initiator, and N, N′-methylenebisacrylamide (MBA) as a crosslinker. The extent of grafting was evaluated from grafting yield percentage (%GY) and grafting efficiency percentage (%GE) at various HEC/AM ratios and determined optimal ratio. Influences of preparation parameters such as HEC/AM ratios, amount of initiator and crosslinker’s concentration, reaction temperature and time, and amount of filler on water swelling capacity of SAPs and SAPCs were also investigated. FTIR determination confirmed that the PAM was successfully grafted onto the HEC backbone, broad band for stretching vibration of –OH (HEC) at 3560-3320 cm-1 was changed into sharper with a shoulder band at 3195 cm-1 due to -NH stretching vibration in amide of grafted copolymer. The strong band of HEC at 1020 and 1059 cm-1 were disappeared due to -C-OH changes to -C-O-C- grafted copolymer. The swelling capacity of SAPs and SAPCs depended strongly on different parameters, and the maximum swelling capacity was 426 g/g and 538 g/g for the SAPs and SAPCs, respectively. 2) to compound the water-swellable rubber by mechanical blending of ENR and SAPC with curative package in an internal mixer (Brabender Plasticorder) at 40o C and rotor speed of 60 rpm. In this case, the SAPC was synthesized from SAP and bentonite clay. The WSRs with different epoxidation levels were investigated for first water swelling behaviors. It was found that the WSR with 50% mole epoxidation gave higher water absorbency, and lower in weight loss. Therefore, ENR-50 was chosen as the rubber matrix to prepare WSR by blending with SAPC at 0, 5, 10, 15, and 20 phr. The results found that water absorbency, weight loss and modulus increased with increasing SAPC contents, while the tensile strength, elongation at break and crosslink density decreased. Furthermore, a selective WSR prepared from ENR-50, SAPC, and curatives package have been compounded with polyvinyl alcohol (PVA) at 0, 0.5, 1, 5, 10 phr. The results found that increasing PVA content resulted in increased water absorbency but decreased weight loss. Nevertheless, the mechanical properties of the WSR was decreased with increasing PVA contents. |
Abstract(Thai): | วัตถุประสงค์ของการวิจัยคือการเตรียมยางบวมน้ำจากการผสมกราฟต์โคพอลิเมอร์ของไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC) กับพอลิอะคริลาไมด์ (PAM) และยางธรรมชาติอิพอกซิไดซ์ (ENR) ซึ่งประกอบด้วย 2 ส่วนหลักคือ 1) สังเคราะห์กราฟต์โคพอลิเมอร์ในสภาวะสารละลาย พอลิเมอร์บวมน้ำสูง (SAPs) และพอลิเมอร์บวมน้ำสูงคอมพอสิท (SAPCs) สามารถเตรียมได้จากปฏิกิริยากราฟต์โคพอลิเมอรเซชันของพอลิอะคริลาไมด์บนไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส โดยใช้พอแทสเซียมเปอร์ซัลเฟต (KPS) เป็นสารริเริ่มปฏิกิริยาและ เอ็น เอ็น เมทิลีนบิสอะคริลาไมด์เป็นสารเชื่อมขวาง ขอบเขตของปฏิกิริยาการกราฟต์โคพอลิเมอไรเซชันสามารถประเมินจากปริมาณร้อยละผลผลิตการกราฟต์ (%GY) และร้อยละประสิทธิภาพการกราฟต์ (%GE) ที่อัตราส่วนไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสต่อพอลิอะคริลาไมด์ (HEC/AM) ต่าง ๆ โดยกำหนดอัตราส่วนไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสต่อพอลิอะคริลาไมด์ที่บวมน้ำสูงสุด ศึกษาอิทธิพลของพารามิเตอร์อื่นๆ ในปฏิกิริยาการกราฟต์ เช่น ปริมาณสารริเริ่ม และความเข้มข้นของสารเชื่อมขวาง รวมถึงอุณหภูมิและเวลาของปฏิกิริยากราฟต์โคพอลิเมอไรเซชัน นอกจากนี้มีการทดสอบผลของปริมาณฟิลเลอร์ต่อความสามารถในการบวมน้ำของพอลิเมอร์บวมน้ำสูงและพอลิเมอร์บวมน้ำสูงคอมพอสิท ข้อมูลทางฟูเรียสทรานสฟอร์มอินฟราเรดใช้ยืนยันการกราฟต์ของพอลิอะคริลาไมด์บนไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส โดยที่สัญญาณช่วงกว้างของการสั่นแบบยืดของ - OH ใน HEC ที่ 3560-3320 ซม-1 เปลี่ยนเป็นสัญญาณแคบขึ้นผนวกกับแถบไหล่ที่ 3195 ซม-1 เนื่องจากการยืดแบบสั่น -NH ในเอไมด์ ของโคพอลิเมอร์ สัญญาณสูงของ HEC ที่ 1020 และ 1059 ซม-1 หายไปเนื่องจาก -C-OH เปลี่ยนเป็น -C-O-C- ในกราฟต์โคพอลิเมอร์ ความสามารถในการบวมน้ำของ SAPs และ SAPCs ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันและความสามารถในการบวมน้ำสูงสุดคือ 426 กรัมต่อกรัมและ 538 กรัมต่อกรัมสำหรับ SAPs และ SAPCs ตามลำดับ 2) เตรียมยางบวมน้ำด้วยการผสมเชิงกลของยางธรรมชาติอิพอกซิไดซ์ (ENR) และ SAPC กับชุดสารวัลคาไนซ์ในเครื่องผสมแบบปิด (Brabender Plasticorder) ที่ 40o C และความเร็วโรเตอร์ 60 รอบต่อนาที ในกรณีนี้SAPC ได้สังเคราะห์มาจาก SAP และเบนโทไนท์ ศึกษาพฤติกรรมการบวมของน้ำลำดับที่หนึ่งของยางบวมน้ำจากยางธรรมชาติอิพอกซิไดซ์ที่มีระดับอิพอกซิเดชันแตกต่างกัน พบว่า ยางบวมน้ำที่มีอิพอกซิเดชันโมลร้อยละ 50 (ENR-50) ให้การบวมน้ำสูงกว่าและน้ำหนักหลังบวมน้ำน้อยกว่า ดังนั้นจึงเลือก ENR-50 เป็นเมทริกซ์ในการเตรียมยางบวมน้ำในการศึกษาผลของปริมาณ SAPC (0, 5, 10, 15 และ 20 phr) ผลการวิจัยพบว่าการบวมน้ำและน้ำหนักที่หายไปเพิ่มขึ้นตามปริมาณ SAPC ที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ความต้านทานแรงดึง การยืดตัว ณ จุดขาด และความหนาแน่นของการเชื่อมขวางลดลงตามปริมาณ SAPC ที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามพบว่าค่าโมดูลัสเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มปริมาณ SAPC จากนั้นนำยางบวมน้ำจาก ENR-50/SAPC และสารวัลคาไนซ์ ที่ให้ผลพฤติกรรมการบวมน้ำดีที่สุดมาผสมกับพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) ที่ปริมาณ PVA เท่ากับ 0, 0.5, 1, 5, 10 phr ผลการทดสอบพบว่า การบวมน้ำของยางบวมน้ำเพิ่มขึ้น แต่การหายไปของน้ำหนักลดลง ตามปริมาณ PVA ที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้พบว่าคุณสมบัติเชิงกลของยางบวมน้ำลดลงตามปริมาณ PVA ที่เพิ่มขึ้น |
Description: | Thesis (Ph.D., Polymer Technology)--Prince of Songkla University, 2022 |
URI: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17855 |
Appears in Collections: | 348 Thesis |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
6020330101.pdf | Water–swellable Rubber Based on Hydroxyethylcellulose Grafted Polyacrylamide and Epoxidized Natural Rubber Blends | 10.21 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License