การปรับปรุงสมบัติการรับแรงกระแทกของพอลิแลคติคแอซิด: การเปรียบเทียบระหว่างสารปรับปรุงสมบัติรับแรงกระแทกที่แตกต่าง

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ทาการปรับปรุงสมบัติการรับแรงกระแทกของพอลิแลคติคแอซิดโดยทาการเบลนด์พอลิเมอร์ที่มีความยืดหยุ่น 6 ชนิดในสัดส่วนที่ต่ากว่า 20% โดยน้าหนัก ได้แก่ Ethylene acrylic elastomer (EAE), Ethylene vinyl acetate (EVA), Ethylene propylene diene rubber (EPDM), Styrene ethylene butylene styrene (SEBS), Poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) และ polyether block amide (PEBAX) และ impact modifiers 2 ชนิด ได้แก่ Biomax®(DuPont™), และ acrylonitrile butadiene styrene (ABS) powder ในสัดส่วนที่ต่ากว่า 5-20 % โดยน้าหนัก พบว่ามีเพียง EVE, Biomax และ PEBAX ที่สามารถเพิ่มค่า impact strength ในอัตราสูง จาก 3 kJ/m2 เป็น 60 kJ/m2 , 42 kJ/m2 และ 39 kJ/m2 ตามลาดับ แต่เมื่อทารีเอ็กตีปเบลนด์ด้วยเปอร์ออกไชด์ (Perkadox 14 ) 0.2 phr พบว่าไม่มีผลต่อ impact strength ของ PLA/EVE และ PLA/Biomax เบลนด์ โดยยังคงค่า impact strength สูงเท่าเดิม ในขณะที่ PLA/PEBAX ค่า impact strength ลดลงเหลือ 10 kJ/m2 แต่รีเอ็กตีปเบลนด์ด้วยเปอร์ออกไชด์มีผลอย่างมากต่อการเพิ่มค่า impact strength ของ PLA/EVA และ PLA/PBAT จากประมาณ 10 kJ/m2 เป็น 40 kJ/m2 และ 9 kJ/m2 เป็น 22 kJ/m2 ตามลาดับ ในระบบรีเอ็กตีบเบลนด์สมบัติเชิงกลที่ดีขึ้นเกือบทุกสูตรยกเว้น PLA/PEBAX เบลนด์ จากงานวิจัยนี้ยังพบว่าสมบัติ impact strength และสมบัติเชิงกลดีขึ้นเล็กน้อยเมื่อเบลนด์ใน twin screw extruder จากการศึกษาสมบัติการไหลและสมบัติเชิงรีโอโลยีจากเครื่อง DMA ของ PLA/EAE และ PLA/Biomax เบลนด์ พบว่า PLA/Biomax เบลนด์ ความหนืดเพิ่มขึ้นทั้งยังปรับปรุงสมบัติความยืดหยุ่นสูงกว่า PLA/EAE เบลนด์ ซึ่งส่งผลให้พอลิเมอร์หลอมของพอลิเมอร์เบลนด์มี melt strength สูงขึ้นทาให้สามารถแปรรูปได้ง่ายขึ้น PLA/Biomax เบลนด์มีสมบัติการไหลเหมาะสาหรับขึ้นรูปโดยกระบวนการเป่าฟิล์มส่วน PLA/EAE เบลนด์เหมาะสาหรับขึ้นรูปโดยกระบวนอัดรีดและกระบวนการการฉีดมากกว่า In this research, six flexible polymers and two impact modifiers which less than 20wt% were used to improve the impact property of PLA. The six flexible polymers are Ethylene acrylic elastomer (EAE), Ethylene vinyl acetate (EVA), Ethylene propylene diene rubber (EPDM), Styrene ethylene butylene styrene (SEBS), Poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) and polyether block amide (PEBAX). The two impact modifier which using less than 20wt% are Biomax®(DuPont™) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS) powder. It was found that only EVE, Biomax and PEBAX could provide the improved impact strength of PLA from 3 kJ/m2 to 60 kJ/m2, 42 kJ/m2 and 39 kJ/m2 respectively. One the other hand, PLA/EAE and PLA/Biomax reactive blends with peroxide (Perkadox 14) at 0.2 phr exhibited the unchanged impact strength. The reactive blend of PLA/PEBAX showed the reduction in the impact strength (10 kJ/m2). However, the reactive blends of PLA/PBAT and PLA/EVA showed the improvement of the impact strength. Increasing from 10 kJ/m2 to 40 kJ/m2.and 9 kJ/m2 to 22 kJ/m2 respectively. For reactive blends system, the mechanical and impact strength of all modifications were improved except for PLA/PEBAX blend. Moreover, the blends using twin screw extruder could also improve some mechanical and impact properties. The flow and rheology (DMA) in molten state analysis showed that the viscosity and melt elasticity of PLA/Biomax was higher than that of PLA/EAE blends. The rheological properties of PLA/Biomax blends are potentially suitable for blow film process whereas the rheological property of PLA/EAE is more applicaable for extrusion and injection mould processes.