ผลของพอลิสไตรีน/ไทเทเนียมไดออกไซด์นาโนไฮบริดต่อสมบัติของยางธรรมชาติ/ยางสไตรีนบิวทาไดอีนนาโนคอมพอสิต

Abstract

นาโนคอมพอสิตของยางผสม 80/20 ยางธรรมชาติ/ยางสไตรีนบิวทาไดอีน 2 ชุด ที่ใส่อนุภาคระดับนาโนเมตรของไทเทเนียมไดออกไซด์และไทเทเนียมไดออกไซด์ห่อหุ้มด้วยพอลิสไตรีนปริมาณต่างๆ (3, 5, 7 และ 9 ส่วนโดยน้ำหนักต่อยางร้อยส่วน) ถูกเตรียมด้วยการคอมพาวด์ในภาวะที่เป็นเลเท็กซ์ โดยนาโนเลเท็กซ์ของไทเทเนียมไดออกไซด์ห่อหุ้มด้วยพอลิสไตรีนถูกสังเคราะห์ด้วยกระบวนการเกิดพอลิเมอร์แบบ ‘อินซิทู’ ดิฟเฟอเรนเชียลไมโครอิมัลชัน โดยนาโนสเฟียร์ที่เตรียมได้มีโครงสร้างแบบคอร์-เชลล์ที่มีนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์เป็นส่วนคอร์ และพอลิสไตรีนเป็นเชลล์ และมีขนาดอนุภาคเฉลี่ยเท่ากับ 42.2 นาโนเมตร จากการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน และเครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเชิงพลวัตแบบกระเจิงแสง ตามลำดับ ซึ่งนาโนคอมพอสิตเลเท็กซ์ได้ถูกนำไปขึ้นรูปด้วยการหล่อเป็นแผ่นบางๆ บนแม่แบบที่ทำจากกระจก แล้วทำให้แห้ง และบ่มในเตาอบที่อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียส ด้วยระยะเวลาที่หาได้จากเครื่องรีโอมิเตอร์ จากนั้นตรวจสอบพฤติกรรมการบ่ม สมบัติเชิงกล (สมบัติด้านแรงดึง ความทนแรงฉีกขาด และความแข็ง) และเสถียรภาพทางความร้อนของนาโนคอมพอสิตที่เตรียมได้ และเปรียบเทียบสมบัติเหล่านี้กับของยางผสม 80/20 ยางธรรมชาติ/ยางสไตรีนบิวทาไดอีน จากการทดลองแสดงให้เห็นว่า เวลาเริ่มการบ่มและเวลาการบ่มของนาโนคอมพอสิตที่ใส่นาโนไทเทเนียมไดออกไซด์มีเวลายาวที่สุด ตามด้วยนาโนคอมพอสิตที่ใส่นาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ห่อหุ้มด้วยพอลิสไตรีน และยางผสม 80/20 ยางธรรมชาติ/ยางสไตรีนบิวทาไดอีน จากนั้น พบว่า การใส่นาโนไทเทเนียมไดออกไซด์หรือนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ห่อหุ้มด้วยพอลิสไตรีนในยางผสมได้ปรับปรุงความทนแรงดึง (ทุกอัตราส่วน แต่ที่ใส่ 5 และ 3 ส่วนมีค่ามากที่สุด ตามลำดับ) มอดุลัสที่ความเครียด 300% (ทุกอัตราส่วน แต่ที่ใส่ 9 ส่วนมีค่ามากที่สุด) ความทนแรงฉีกขาด (ทุกอัตราส่วน แต่ที่ใส่ 5 และ 3 ส่วนมีค่ามากที่สุด ตามลำดับ) ความแข็ง (ทุกอัตราส่วน แต่ที่ใส่ 9 ส่วนมีค่ามากที่สุด) และเสถียรภาพทางความร้อน (ทุกอัตราส่วน แต่ที่ใส่ 7 ส่วนมีค่ามากที่สุด) ขณะที่การยืดตัว ณ จุดขาดมีค่าลดลง แต่ก็ยังคงรักษาสมบัติการยืดตัวที่ดี