การเตรียมนาโนคอมพอสิตจากไทเทเนียมไดออกไซด์และพอลิเอทิลีนเทเรฟแทเลตที่ได้จากผลผลิตไกลโคไลซ์ของขวดเพ็ตใช้แล้ว

Abstract

ขวดเพ็ตที่ใช้แล้วสามารถย่อยสลายด้วยปฏิกิริยาไกลโคลิซิสที่อุณหภูมิ 196 องศาเซล- เซียส ได้ผลผลิตไกลโคไลซ์สามส่วน ได้แก่ ส่วนที่ละลายในน้ำเย็นซึ่งประกอบด้วยมอนอเมอร์ของบิส-2-ไฮดรอกซีเอทิลเทเรฟแทเลต (BHET) ที่มีไดเมอร์ผสมอยู่เล็กน้อย ส่วนที่ละลายน้ำร้อน คือ มอนอเมอร์ที่มีไดเมอร์ของ BHET ผสมอยู่มากขึ้น และส่วนที่ไม่ละลายน้ำเป็นสารประกอบของไตรเมอร์และโอลิโกเมอร์เป็นส่วนใหญ่ เมื่อนำผลผลิตไกลโคไลซ์แต่ละส่วนมาทำปฏิกิริยาอินซิทูพอลิเมอไรเซชันร่วมกับไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ปริมาณต่างๆกัน ณ ที่อุณหภูมิ 280-285 องศาเซลเซียส จากผลการวิเคราะห์โครงสร้างผลึกด้วยเอกซเรย์ดิฟแฟรกโตมิเตอร์พบว่านาโนคอมพอสิตทุกสูตรแสดงการปรากฏของผลึกไทเทเนียมไดออกไซด์แบบอะนาเทสและผลึกของพอลิเอทิลีนเทเรฟแทเลต แต่ผลการวิเคราะห์สัณฐานวิทยาพบว่าอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์เกิดการเกาะกลุ่มกัน ซึ่งไปขัดขวางการจัดเรียงตัวของสายโซ่โมเลกุล ส่งผลให้ปริมาณผลึกของนาโนคอมพอสิตมีค่าลดลงและทำให้อุณหภูมิหลอมเหลวของนาโนคอมพอสิตมีค่าต่ำกว่าของพอลิเอทิลีนเทเรฟแทเลต อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิการสลายตัวของนาโนคอมพอสิตมีค่าสูงขึ้น อันเนื่องมาจากสมบัติการทนความร้อนที่ดีของไทเทเนียมไดออกไซด์ จากการทดสอบสมบัติเชิงกล พบว่าเมื่อเพิ่มปริมาณของไทเทเนียม ไดออกไซด์ ส่งผลให้ชิ้นงานมีความแข็งมากขึ้น แต่มีความเปราะเพิ่มมากขึ้นเช่นเดียวกัน ภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมนาโนคอมพอสิตคือ การใช้ผลผลิตไกลโคไลซ์ส่วนที่ไม่ละลายน้ำและไทเทเนียมไดออกไซด์ 5.0 เปอร์เซ็นต์