การเสริมแรงยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ด้วยอินซิทูซิลิกาผ่านกระบวนการโซล-เจล

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการสังเคราะห์อินซิทูซิลิกาในน้ำยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์โดยปฏิกิริยาโซล-เจล โดยศึกษาผลของตัวแปรต่างๆ ของปฏิกิริยาโซล-เจลที่มีผลต่อปริมาณอินซิทูซิลิกา เช่น ความเป็นกรด-เบสของน้ำยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ อุณหภูมิในการเกิดปฏิกิริยา อัตราส่วนโดยโมลของน้ำต่อเตตระเอทอกซีไซเลนและปริมาณเตตระเอทอกซีไซเลน ขั้นแรกทำการสังเคราะห์ยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ผ่านปฏิกิริยาอินซิทูอิพ็อกซิเดชัน หลังจากนั้นทำการสังเคราะห์อินซิทูซิลิกาในน้ำยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์โดยปฏิกิริยาโซล-เจล โดยใช้เตตระเอทอกซีไซเลนเป็นสารตั้งต้น พบว่า ที่ภาวะความเป็นเบสของน้ำยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ส่งผลให้หมู่อิพ็อกไซด์เปิด ในขณะที่ภาวะความเป็นกรดไม่ส่งผลต่อการเปิดวงของหมู่อิพ็อกไซด์ การเพิ่มอุณหภูมิในการเกิดปฏิกิริยาและปริมาณเตตระเอทอกซีไซเลนส่งผลให้ปริมาณอินซิทูซิลิกาเพิ่มขึ้น และการเพิ่มปริมาณอัตราส่วนโดยโมลของน้ำต่อเตตระเอทอกซีไซเลนส่งผลให้ปริมาณอินซิทูซิลิกาเข้าสู่สมดุลเร็วขึ้นและอนุภาคอินซิทูซิลิกากระจายตัวในยางธรรมชาติ อิพ็อกซิไดซ์ดีขึ้น ดังนั้นภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์อินซิทูซิลิกาในน้ำยางธรรมชาติ อิพ็อกซิไดซ์คือ การใช้เตตระเอทอกซีไซเลน 90 ส่วนในร้อยส่วนของเนื้อยาง (phr) อัตราส่วนโดยโมลของน้ำต่อเตตระเอทอกซีไซเลนเท่ากับ 57.77:1 ที่อุณหภูมิ 40 oC ภายใต้ภาวะความเป็นกรดของน้ำยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป 5 วัน สามารถสังเคราะห์ อินซิทูซิลิกาที่ได้สูงถึง 24 phr หลังจากนั้นศึกษาสมบัติทางกายภาพของยางคอมพอสิต เช่น เวลาในการคงรูป สมบัติการดึง ความต้านทานการฉีกขาด ความร้อนสะสม ความต้านทานโอโซน และน้ำมัน พบว่ายางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ที่เติมอินซิทูซิลิกามีสมบัติทางกายภาพดีขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ที่ไม่เติมและเติมซิลิกาเกรดค้า