Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77033
| Title: | Effects of silicon carbide whisker on shape memory polymers from benzoxazine- epoxy binary systems |
| Other Titles: | ผลของซิลิกอนคาร์ไบด์วิสเกอร์ต่อพอลิเมอร์จำรูปร่างจากระบบทวิภาคของเบนซอกซาซีน-อีพอกซี |
| Authors: | Chutiwat Likitaporn |
| Advisors: | Sarawut Rimdusit |
| Other author: | Chulalongkorn university. Faculty of Engineering |
| Issue Date: | 2015 |
| Publisher: | Chulalongkorn University |
| Abstract: | Recovery stress enhancement is one of the major research topics in shape memory polymers. One simple and practical way of enhancing recovery stress in SMPs is by making a reinforced composites using suitable reinforcing agent such as carbon nanotube or silicon carbide whisker. This research aims to study effects of silicon carbide whisker (SiCw) on thermal, mechanical and shape memory properties of benzoxazine-epoxy SMPs particularly on recovery stress enhancement. The composition of SiCw-filler in benzoxazine-epoxy SMPs is in a range of 5 to 20wt%. The SiCw-filled benzoxazine-epoxy shape memory polymer was compression molded at 170oC, and pressure of 10MPa for 3 hours. The experimental results reveal that glass transition temperature of the composite samples increases with increasing SiCw contents. The maximum glass transition temperature of benzoxazine-epoxy SMPs is 170oC at 20wt% of the filler. The flexural modulus and flexural strength at room temperature of the SMP samples are found to be 8.1 GPa and 178.0 MPa, respectively and those values of the SMP samples at rubbery stage are determined to be 174.1 and 10.9MPa, respectively. From shape memory test, benzoxazine-epoxy SMPs exhibit about 99% of shape fixity. The recovery time of benzoxazine-epoxy SMPs is in a range of 8 to 27 minutes. Furthermore, the incorporation of SiCw in benzoxazine SMPs provides outstandingly high recovery stress up to 11.2MPa of benzoxazine-epoxy SMPs at 20wt% of the SiCw. Recovery time of benzoxazine-epoxy shape memory composites under microwave heating is significantly shortened to be in a range of 3 to 5 minutes. These results suggest potential use of these materials as microwave responsive sensors and other medical devices. |
| Other Abstract: | การเพิ่มค่าความเค้นในการคืนรูป (Recovery stress) เป็นหนึ่งหัวข้อการวิจัยที่สำคัญในเรื่องพอลิเมอร์จำรูปร่าง (Shape memory polymer) โดยวิธีที่ง่ายในการเพิ่มความเค้นการคืนรูปในพอลิเมอร์จำรูปร่างคือ เติมสารเสริมแรงเพื่อทำเป็นวัสดุคอมพอสิท โดยสารเสริมแรงที่ใช้เช่นซิลิกอนคาร์ไบด์วิสเกอร์ งานวิจัยนี้ได้ศึกษาผลของการเติมซิลิกอนคาร์ไบด์วิสเกอร์ (SiCw)ในระบบพอลิเมอร์จำรูปร่างได้จากเบนซอกซาซีน-อีพอกซี (Benzoxazine-epoxy shape memory polymer) ต่อสมบัติทางความร้อน สมบัติทางกล และสมบัติการจำรูปร่างได้จากพอลิเมอร์ โดยองค์ประกอบซิลิกอนคาร์ไบด์วิสเกอร์ที่เติมลงไป อยู่ในช่วงระหว่าง 5 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก โดยทำการขึ้นรูปภายใต้การผสมเบนซอกซาซีน-อีพอกซีซึ่งเป็นเมทริกซ์ กับสารเติมซิลิกอนคาร์ไบด์วิสเกอร์ที่อุณหภูมิ 170 องศาเซลเซียส ความดันจากเครื่องอัดไฮดรอลิกที่ 10 เมกะปาสคาล เป็นเวลา 3 ชั่วโมง เพื่อให้ได้พอลิเมอร์คอมพอสิทสำหรับทดสอบสมบัติของวัสดุ ต่อมาผลการทดลองพบว่า อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วสูงขึ้นเมื่อเพิ่มอัตราส่วนการเติมซิลิกอนคาร์ไบด์วิสเกอร์ โดยมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วสูงสุดที่ 170 องศาเซลเซียส ที่การเติมซิลิกอนคาร์ไบด์วิสเกอร์ 20 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก รวมถึงมีค่ามอดูลัสภายใต้แรงดัดโค้งและค่าความแข็งแรงภายใต้แรงดัดโค้ง 8.1 จิกะปาสคาล และ 178.0 เมกะปาสคาลที่อุณหภูมิห้อง และที่สถานะคล้ายยางอยู่ที่ 174.1 และ 10.9 เมกะปาสคาลตามลำดับ ต่อมาเป็นการทดสอบสมบัติการจำรูปร่าง พบว่ามีค่าการคงรูปร่าง (Shape fixity) ประมาณ 99 เปอร์เซ็นต์ และใช้เวลาในการคืนรูปอยู่ในช่วง 8 ถึง 27นาที ทำให้มีช่วงเวลาในการคืนรูปที่กว้างเพื่อจุดประสงค์ในการใช้งานที่หลากหลาย นอกจากนี้การเติมซิลิกอนคาร์ไบด์วิสเกอร์ส่งผลให้ได้ค่าความเค้นในการคืนรูป (Recovery stress) ที่สูงถึง 11.2 เมกะปาสคาล นอกจากนี้มีการศึกษาการคืนรูปโดยการใช้ไมโครเวฟเป็นตัวกระตุ้นพบว่ามีเวลาในการคืนรูปอยู่ในช่วง 3 ถึง 5นาที ซึ่งแสดงให้เห็นว่าพอลิเมอร์จำรูปร่างได้จากเบนซอกซาซีน-อีพอกซีที่เติมซิลิกอนคาร์ไบด์วิสเกอร์นอกจากจะกระตุ้นด้วยความร้อนแล้วยังสามารถใช้ไมโครเวฟในการกระตุ้นได้อีกทางหนึ่งด้วย จึงมีความน่าสนใจสำหรับการนำไปประยุกต์ใช้งานเป็นวัสดุจำรูปร่างที่หลากหลายมากขึ้น เช่น เซ็นเซอร์ที่ตอบสนองคลื่นไมโครเวฟ หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ |
| Description: | Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2015 |
| Degree Name: | Master of Engineering |
| Degree Level: | Master's Degree |
| Degree Discipline: | Chemical Engineering |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77033 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 5670170421.pdf | 3.09 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.