คุณสมบัติเชิงกลของโพลิเมอร์ผสมระหว่างโพลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นสูงกับโพลิโพรพิลีน

Abstract

ศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกลของโพลิเมอร์ผสมระหว่างโพลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นสูง (High Density Polyethylene : HDPE) กับโพลิโพรพิลีน (Polypropylene : PP) โดยมีเอทิลีน โพรพิลีน ไดอีน เทอร์โพลิเมอร์ (Ethylene Propylene Diene Terpolymer : EPDM) เป็นตัวที่ทำให้เข้ากัน คุณสมบัติทางกายภาพที่ศึกษาได้แก่ อัตราการไหล และความถ่วงจำเพาะ สำหรับคุณสมบัติเชิงกลได้ศึกษาถึง คุณสมบัติภายใต้แรงดึง ความแข็ง และความทนต่อแรงกระแทก การทดลองได้แบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน ดังนี้ (1) ศึกษาอัตราการไหลของโพลิเมอร์ผสม และอุณหภูมิในการฉีดขึ้นรูป (2) ศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ เชิงกล และโครงสร้างจุลภาคของโพลิเมอร์ผสม โพลิเมอร์ผสมประกอบด้วยสัดส่วนของ HDPE และ PP 0-100% โดยน้ำหนักสำหรับ EPDM นำมาผสมอยู่ในสัดส่วนระหว่าง 0-15% โดยน้ำหนัก ชิ้นทดสอบได้จากการฉีดขึ้นรูปโดยเครื่องฉีดขึ้นรูป (Injection Molding Machine) อุณหภูมิของการฉีดขึ้นรูปในโซนหัวฉีดเป็น 190 ํC 210 ํC และ 230 ํC ตามลำดับ แรงดันในการฉีดเท่ากับ 35 บาร์ ผลการทดลองในขั้นตอนแรกพบว่าควรฉีดขึ้นรูปโพลิเมอร์ผสม HDPE/PP/EPDM ที่อุณหภูมิ 210 ํC คุณสมบัติของโพลิเมอร์ผสมจะแปรไปตามโพลิเมอร์ที่มีปริมาณมากกว่า แต่เปอร์เซ็นต์ความยืดหยุ่นของโพลิเมอร์ผสม HDPE/PP (75/25) จะมีค่ามากที่สุดคือ 428.37% เมื่อเติม EPDM เข้าไปจะทำให้อัตราการไหล ความถ่วงจำเพาะ ความทนต่อแรงดึง 100% โมดูลัสของความยืดหยุ่น และความแข็งลดลง แต่จะทำให้ความทนต่อแรงเพิ่มขึ้น ส่วนเปอร์เซ็นต์ความยืดหยุ่นที่ EPDM 5% โดยน้ำหนัก จะทำให้เปอร์เซ็นต์ความยืดหยุ่นลดลง ส่วนที่ EPDM 10 และ 15% โดยน้ำหนัก จะทำให้เปอร์เซ็นต์ความยืดหยุ่นเพิ่มขึ้น โครงสร้างจุลภาคของโพลิเมอร์ผสม HDPE/PP จะมีลักษณะแยกออกเป็นสองเฟสอย่างเห็นได้ชัด โดยมีเฟสหนึ่งกระจายอยู่บนอีกเฟสหนึ่ง เมื่อเติม EPDM เข้าไปจะทำให้โพลิเมอร์ทั้งสองเข้ากันได้มากขึ้น