การเพิ่มความสามารถในการขึ้นรูปของพอลิแลกติกแอซิดโคเอทิลีนเทเรฟแทเลตโดยการผสมด้วยพอลิเอทิลีนโคไวนิลแอซิเตต พอลิ 3-ไฮดรอกซีบิวทิเรต และพอลิบิวทิลีนซักซิเนต

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปของพอลิแลกติกแอซิดโคเอทิลีนเทเรฟแทเลต ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลไม่สูงนักทำให้มีสมบัติเชิงกลไม่เหมาะสมในการขึ้นรูป โดยการผสมกับพอลิเอทิลีนโคไวนิลแอซิเตต (EVA) พอลิ 3-ไฮดรอกซีบิวทิเรต (PHB) และพอลิบิวทิลีนซักซิเนต (PBS) การเตรียมพอลิเมอร์ผสมทั้ง 3 ระบบ ใช้ปริมาณโคพอลิเมอร์ระหว่างร้อยละ 0 ถึง 100 (โดยน้ำหนัก) โดยใช้เครื่องผสมแบบภายใน จากนั้นจึงวิเคราะห์สมบัติทางความร้อน สมบัติเชิงกล และสมบัติความเข้ากันได้ของพอลิเมอร์ผสมทั้งสามระบบด้วยเทคนิค การวิเคราะห์น้ำหนักภายใต้ความร้อน (TGA) การวิเคราะห์ปริมาณความร้อนแบบส่องกราดเชิงอนุพันธ์ (DSC) และการวิเคราะห์มอดุลัสพลวัต (DMA) เพื่อศึกษาผลของชนิดและอัตราส่วนของพอลิเมอร์ผสม พบว่าเสถียรภาพทางความร้อนที่ตรวจสอบจาก TGA ของพอลิเมอร์ผสมชนิด EVA ดีกว่าพอลิเมอร์ผสมชนิด PHB และ PBS เมื่อพิจารณาอุณหภูมิเปลี่ยนสภาพแก้ว (Tg) ของพอลิเมอร์ผสมด้วย DSC และ DMA พบว่าพอลิเมอร์ผสมระหว่าง EVA กับโคพอลิเมอร์นั้น แสดง Tg ที่ -22 ถึง 23 และ 65 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ซึ่งค่าดังกล่าวไม่เปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนการผสมและมีค่าใกล้เคียงกับ Tg ของ EVA และโคพอลิเมอร์ จึงสรุปได้ว่าพอลิเมอร์ผสมชนิด EVA จัดเป็นพอลิเมอร์ผสมชนิดที่ไม่สามารถเข้ากันได้ (immiscible blends) สำหรับพอลิเมอร์ผสมชนิด PHB และชนิด PBS นั้น แม้จะพบว่ามี Tg ปรากฏสองตำแหน่งเช่นเดียวกัน แต่ค่า Tg ทั้งสองเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของโคพอลิเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ โดย Tg ที่สืบเนื่องจาก PHB และ PBS ในพอลิเมอร์ผสมมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มสัดส่วนของโคพอลิเมอร์ จึงกล่าวได้ว่า PHB และ PBS มีความเข้ากันได้กับโคพอลิเมอร์บางส่วน (partially miscible blend) ซึ่งจากสมบัติการเข้ากันได้บ้างนี้เองที่ทำให้อัตราการเกิดผลึกของ PHB และ PBS ในพอลิเมอร์ผสมเกิดได้ช้ากว่าในกรณีพอลิเมอร์เดี่ยวอย่างมาก ส่วนผลการตรวจสอบค่า storage modulus ที่วิเคราะห์โดย DMA แสดงให้เห็นว่าการผสมโคพอลิเมอร์ด้วยพอลิเมอร์ทางการค้าทั้งสามชนิดมีค่าใกล้เคียงกับของ EVA PHB และ PBS เมื่อสัดส่วนของโคพอลิเมอร์ในพอลิเมอร์ผสมไม่มากกว่าร้อยละ 50 ร้อยละ 25 และร้อยละ 25 ตามลำดับ ทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะสามารถนำพอลิเมอร์ผสมนี้ไปขึ้นรูปใช้งานได้ นอกจากการวิเคราะห์น้ำหนักที่ลดลงของฟิล์มตัวอย่างซึ่งเป็นผลมาจากการสลายตัวโดยปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส โดยแช่ในสารละลายบัฟเฟอร์ พีเอช 7.4 ที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียลเป็นเวลาทั้งสิ้น 16 สัปดาห์ พบว่ามีเพียงพอลิเมอร์ผสมชนิด PBS เท่านั้นที่มีความสามารถในการถูกไฮโดรไลซ์ได้ใกล้เคียงกับพอลิเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ