เทอร์โมพลาสติกวัลคาไนซ์จากการเบลนด์ยางธรรมชาติกราฟต์ด้วยพอลิอะซิโต อะซิทอกซีเอทิลเมทาคริเลทกับพอลิเอไมด์-12

Abstract

เตรียมเทอร์โมพลาสติกวัลคาไนซ์ (TPV) จากการเบลนด์ยางธรรมชาติกราฟต์ด้วยพอลิอะซิโตอะซิทอกซีเอทิล เมทาคริเลท (NR-g-PAAEM) และพอลิเอไมด์-12 (PA-12) โดยวัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยนี้ คือ ศึกษาอิทธิพลของการเติมสารตัวเติมเขม่าดำต่อสมบัติของ NR-g-PAAEM/PA-12 TPV ผลการทดลองชี้ให้เห็นว่า TPV ที่เตรียมได้มีสัณฐานแบบเฟสกระจายที่ประกอบด้วยอนุภาคของยางวัลคาไนซ์กระจายในเฟสต่อเนื่องของ PA-12 อีกทั้งพบว่า TPV ที่ผสมเขม่าดำมีขนาดอนุภาคของยางวัลคาไนซ์เล็กกว่า TPV ที่ไม่ผสมเขม่าดำ โดยอนุภาคยางวัลคาไนซ์ใน TPV ที่ไม่ผสมเขม่าดำมีขนาดอยู่ในช่วง 0.2-0.8 µm ในขณะที่ใน TPV ที่ผสมเขม่าดำมีขนาดอยู่ในช่วง 0.5-2.0 µm การเติมสารตัวเติมเขม่าดำปกติมีผลทำให้ความหนืดขณะหลอมของพอลิเมอร์เบลนด์เพิ่มขึ้น ดังนั้นแรงเฉือนที่เกิดขึ้นในขณะผสมจึงเพิ่มขึ้น ซึ่งมีผลทำให้การผสมมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นและอนุภาคของยางวัลคาไนซ์มีขนาดเล็กลง นอกจากนี้ยังพบว่าการเติมเขม่าดำมีผลทำให้สมบัติด้านการดึงของ TPV เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และจากการศึกษากระจายตัวของเขม่าดำใน TPV อาศัยเทคนิคจุลทรรศน์ อิเลคตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) พบว่าเขม่าดำส่วนใหญ่กระจายตัวอยู่ในเฟสยางวัลคาไนซ์ ดังนั้นการปรับปรุงสมบัติของ NR-g-PAAEM/PA-12 ที่ผสมเขม่าดำเชื่อว่าเป็นผลจากการเกิดอันตรกิริยาระหว่างเฟสของ NR-g-PAAEM และสารตัวเติมเขม่าดำ โดยปริมาณเขม่าดำที่เหมาะสมสำหรับใช้ในการปรับปรุงสมบัติของ TPV คือ 20 phr

Thermoplastic vulcanizates (TPVs) based on the blends of natural rubber grafted with poly(acetoacetoxyethylmethacrylate), NR-g-PAAEM, and polyamide12 (PA12) were prepared by dynamic vulcanization technique. The focus of this work was on studying the effects of carbon black addition on the properties of the NR-g-PAAEM/PA12 TPVs. The results revealed that TPVs exhibited dispersed phase morphology. However, the TPVs filled with carbon black showed much smaller dispersed rubber particles when compared to the unfilled TPV. The size of vulcanized rubber particles in the range of 0.2-0.8 µm was observed for the carbon black-filled TPVs whereas the rubber particle size in the unfilled TPVs varied in the range of 0.5-2.0 µm. The presence of carbon black generally raised melt viscosity and increased shear during the melt mixing. The increase in shear viscosity consequently resulted in finer dispersion of rubber particles. Additionally, a significant enhancement in the tensile properties of TPV is obtained by the incorporation of carbon black. Transmission electron microscopy was used to locate carbon black in the TPV. The result reveals that carbon black was mainly located in the NR-g-PAAEM phase. Therefore, the improvement in the properties of NR-g-PAAEM/PA-12 TPV containing carbon black is likely to be a result of the interaction developed between the NR-g-PAAEM phase and carbon black. The optimum tensile properties were attained by addition of 20 phr carbon black.