อิทธิพลของการผสมพอลิโพรไพลีนที่นำกลับมาหลอมใหม่ต่อคุณสมบัติเชิงกลและดัชนีการหลอมไหล

Abstract

ศึกษาอิทธิพลของสัดส่วนผสม และอุณหภูมิในการหลอมของพอลิเมอร์ผสมระหว่างพอลิโพรไพลีนใหม่ (Virgin polypropylene; PP) กับพอลิโพรไพลีนที่ผ่านการหลอมใหม่ (Recycled polypropylene; PR) ที่มีต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกล โดยอุณหภูมิที่ใช้ในการศึกษานี้มีค่าอยู่ระหว่าง 170–270°C สัดส่วนในการผสมที่ 33, 100, 300 และ 900 ส่วนต่อ 100 ส่วนของพอลิโพรไพลีนใหม่ (Part per hundred PP resin; phr) ขึ้นรูปชิ้นงานด้วยวิธีกดอัดด้วยความร้อน (Hot press) ที่ความดัน 50 กิโลกรัม/ตารางเซนติเมตร นาน 15 นาที การวิจัยได้แบ่งออกเป็นสองขั้นตอน คือ (1) ศึกษาอิทธิพลของอุณหภูมิการหลอมและสัดส่วนผสมของพอลิโพรไพลีนที่ผ่านการหลอมครั้งที่ 1 และ (2) ศึกษาอิทธิพลของสัดส่วนการผสมและจำนวนครั้งของพอลิโพรไพลีนที่ผ่านการหลอมใหม่ตั้งแต่ครั้งที่ 1 ถึง 6 นำชิ้นงานที่ได้ทดสอบ ดัชนีการหลอมไหลโครงสร้างระดับจุลภาค ความถ่วงจำเพาะ ความทนต่อแรงดึง โมดุลัสความยืดหยุ่น เปอร์เซ็นต์ความยืด ณ จุดขาด ความแข็ง และความทนต่อแรงกระแทก จากการทดลองพบว่า (1) พอลิโพรไพลีนที่ผ่านการหลอมไม่เกิน 3 ครั้ง สามารถนำกลับมาผสมกับพอลิโพรไพลีนใหม่ได้ถึง 900 phr โดยยังคงสภาพสีขาวขุ่นปกติ (2) ค่าดัชนีการหลอมไหลเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิจำนวนครั้งของการหลอมใหม่และสัดส่วนผสม (3) ค่าความถ่วงจำเพาะ ความแข็ง และความทนต่อแรงกระแทก ไม่เปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนผสมของพอลิโพรไพลีนที่ผ่านการหลอมครั้งที่ 1 และอุณหภูมิการหลอมขึ้นรูประหว่าง 190–240°C ที่ระดับความเชื่อมั่น 95% โดยมีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 0.901±0.002, 73.6±0.1 (shore D) และ 4.47±0.03 กิโลจูล/ตารางเมตร ตามลำดับ ขณะที่ค่าความทนต่อแรงดึง และโมดุลัสความยืดหยุ่น มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 34.2±0.1 MPaและ 753±0.2MPa ตามลำดับ นอกจากนี้ค่าความทนต่อแรงดึงและโมดุลัสมีค่าลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นตั้งแต่ 245°C เป็นต้นไป และ (4) การเพิ่มปริมาณการผสมและจำนวนครั้งของพอลิโพรไพลีนที่ผ่านการหลอม มีผลให้ Patchwork มีขนาดเล็กลงและมีความเป็นระเบียบมากขึ้น ส่งผลให้ค่าความทนต่อแรงกระแทกและอัตราการยืดตัวของชิ้นงานลดลง ขณะที่ความทนต่อแรงดึง โมดุลัสความยืดหยุ่นและความแข็งมีค่าสูงขึ้น