Effects of composition and processing variables on barrier property of liquid crystalline polymer/polyethylene blend films

Tatiya Trongsatikul

dc.contributor.advisor	Duangdao Aht-Ong
dc.contributor.advisor	Wannee Chinsirikul
dc.contributor.author	Tatiya Trongsatikul
dc.contributor.other	Chulalongkorn University. Faculty of Science
dc.date.accessioned	2012-11-28T02:25:06Z
dc.date.available	2012-11-28T02:25:06Z
dc.date.issued	2003
dc.identifier.isbn	9741738471
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/26487
dc.description	Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2003	en
dc.description.abstract	Cast films of liquid crystalline polymer I polyethylene were investigated. Effects of compatibilizer and LCP content as well as processing parameters i.e., processing temperature profile, use of mixing elements, screw speed, and post-die drawing on morphology , barrier performance and tensile properties were presented. Increasing processing temperature and LCP content tended to enhance aspect ratio (L/D) and continuity of LCP dispersed phase. LDPE films containing 10 wt% of LCP produced at all six temperature profiles generally possess effective LCP fibers with high aspect ratio of 100 or higher. Interestingly, at high temperature profiles, LCP morphologies presented in a more or less "ribbon-like" structure together with a common LCP fibrillar structure. Mixing elements performed a good potential in increasing degree of mixing, initial LCP size and dispersion, when low processing temperature profiles were used. Screw speed of 12 RPM and 0.5 wt% of compatibilizer were found to be optimal values in this LCP/LDPE blend system. Improvements of modulus of approximately 800% and barrier property of 40 % were obtained in the LCP/LDPE films, as compared to LDPE film alone having similar thickness of60 µm. Increasing of LCP content in blend films tended to decrease OTR linearly. Post-die drawing clearly improved aspect ratios of the LCP domains and the resulting films' moduli. Effects of post-die drawing on enhancing films' barrier properties became more pronounced at high LCP content. LDPE films containing 30 wt%LCP showed increases of modulus and barrier property of 35 and 4 folds, respectively over LDPE films of similar thicknesses of 30 µm. LLDPE/LDPE (30:70) blends were prepared in order to improve toughness of blend films instead of using LDPE matrix alone. Toughness enhancement of  80% was obtained when films were produced under appropriate conditions.
dc.description.abstractalternative	งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาผลของตัวแปรขององค์ประกอบและกระบวนการผลิตที่มีต่อโครงสร้างและสมบัติการสกัดกั้นแก๊สรวมถึงสมบัติการต้านทานแรงดึง ของฟิล์มพอลิเมอร์ผสมระหว่างพอลิเมอร์ผลึกเหลวและพอลิเอทิลีน ที่ขึ้นรูปด้วยเครื่องอัดรีดเกลียวหนอนเดี่ยวด้วยเทคนิคการหล่อฟิล์ม ทั้งนี้พอลิเมอร์ผลึกเหลวที่ใช้เป็นชนิดอโรมาติกพอลิเอสเทอร์ พอลิเอทิลีนที่ใช้มี 2 ชนิดคือพอลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) และ พอลิเอทิลีนความหนาต่ำแบบเชิงเส้น (LLDPE) และสารช่วยผสมคือ เอทิลีนเมทครีลิกแอสิดโคพอลิเมอร์ การศึกษาทำโดยผสม LDPE กับพอลิเมอร์ผลึกเหลว และ สารช่วยผสมร้อยละ 10 และ 0.5 โดยน้ำหนักตามลำดับ แล้วจึงผลิตฟิล์ม โดยใช้อุณหภูมิการขึ้นรูปต่างกัน 6 ภาวะ เปรียบเทียบกับผลของการใช้อุปกรณ์ช่วยผสม (Mixing elements) ร่วมในการผลิตฟิล์มที่ภาวะอุณหภูมิชุดเดียวกัน เพื่อหาภาวะในการผลิตฟิล์มที่เหมาะสม จากนั้นจึงใช้ภาวะดังกล่าวในการศึกษาขยายผลของความเร็วรอบเกลียวหนอนซึ่งผันแปรจาก 12 ถึง 60 รอบต่อนาที ปริมาณสารช่วยผสมและปริมาณพอลิเมอร์ผลึกเหลวผันแปรในช่วงร้อยละ 0-10 และ 0-40 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ และผลของสัดส่วนการดึงหลังพ้นดายที่ผันแปรจาก 1 ถึง 3 ผลการศึกษาดังกล่าวพบว่าลักษณะโครงสร้างของพอลิเมอร์ผลึกเหลว ที่ปรากฏในฟิล์มพอลิเมอร์ผสมที่มีพอลิเมอร์ผลึกเหลวร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก เป็นส่วนประกอบ ส่วนใหญ่มีโครงสร้างเป็นเส้นใยที่มีประสิทธิภาพในการเสริมแรงคือมีสัดส่วนของความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 100 ขึ้นไป โดยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยพอลิเมอร์ผลึกเหลวใหญ่ขึ้นเมื่ออุณหภูมิในการผลิตฟิล์มสูงขึ้นและมีลักษณะเป็นแถบ (Ribborn structure)ในที่สุด ปริมาณสารช่วยผสมร้อยละ 0.5 โดยน้ำหนักและความเร็วรอบเกลียวหนอน 12 รอบต่อนาทีเป็นปริมาณภาวะที่ทำให้ฟิล์มมีสมบัติการสกัดกั้นและการต้านทานแรงดึงที่ดีที่สุดคือค่ามอดุลัสเพิ่มขึ้นปริมาณร้อยละ 800 และการซึมผ่านของแก๊สลดลงร้อยละ 40 เมื่อเปรียบเทียบกับฟิล์ม LDPE บริสุทธิ์ที่มีความหนาแน่นเท่ากัน การใช้อุปกรณ์ช่วยผสมนั้นช่วยในการกระจายตัวของพอลิเมอร์ผลึกเหลวได้ดี เมื่ออุณหภูมิที่ใช้ในการผลิตต่ำ แต่ผลดังกล่าวจะลดลงเมื่ออุณหภูมิที่ใช้ในการผลิตสูงขึ้น ปริมาณของพอลิเมอร์ผลึกเหลวที่เพิ่มขึ้นทำให้สมบัติการสกัดกั้นเพิ่มขึ้นอย่างเชิงเส้น ผลของการดึงหลังพ้นดายจะชัดเจนเมื่อฟิล์มมีปริมาณพอลิเมอร์ผลึกเหลวสูง เช่น ร้อยละ 30 โดยน้ำหนัก โดยสัดส่วนการดึงหลังพ้นดายเท่ากับ 3 ทำให้มอดุลัสของฟิล์มเพิ่มขึ้น 35 เท่า และสมบัติการสกัดกั้นเพิ่มขึ้น 4 เท่า เมื่อเปรียบเทียบกับฟิล์ม LDPE ที่ความหนา 30 ไมโครเมตร เมื่อผสม LLDPE ร่วมในเมทริกซ์ร้อยละ 30 โดยน้ำหนักเพื่อปรับปรุงความเหนียวของฟิล์มพอลิเมอร์ผสม พบว่าความเหนียวของฟิล์มพอลิเมอร์ผลึกเหลวร้อยละ 10 โดยน้ำหนักเพิ่มขึ้นร้อยละ 80 เมื่อเปรียบเทียบกับฟิล์มพอลิเมอร์ชนิดเดียวกันที่มี LDPE เป็นเมทริกซ์
dc.format.extent	4705562 bytes
dc.format.extent	1896856 bytes
dc.format.extent	9559387 bytes
dc.format.extent	5355067 bytes
dc.format.extent	27802324 bytes
dc.format.extent	2430053 bytes
dc.format.extent	4302658 bytes
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.language.iso	en	es
dc.publisher	Chulalongkorn University	en
dc.rights	Chulalongkorn University	en
dc.title	Effects of composition and processing variables on barrier property of liquid crystalline polymer/polyethylene blend films	en
dc.title.alternative	ผลของตัวแปรขององค์ประกอบและกระบวนการผลิตต่อสมบัติการสกัดกั้นของฟิล์มพอลิเมอร์ผลึกเหลวและพอลิเอทิลีน	en
dc.type	Thesis	es
dc.degree.name	Master of Science	es
dc.degree.level	Master's Degree	es
dc.degree.discipline	Applied Polymer Science and Textile Technology	es
dc.degree.grantor	Chulalongkorn University	en