3D printing of graphene/thermoplastic elastomer composites

Warrayut Kanabenja

dc.contributor.advisor	Pranut Potiyaraj
dc.contributor.author	Warrayut Kanabenja
dc.contributor.other	Chulalongkorn University. Faculty of Sciences
dc.date.accessioned	2023-08-04T07:08:45Z
dc.date.available	2023-08-04T07:08:45Z
dc.date.issued	2017
dc.identifier.uri	https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/82877
dc.description	Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2017
dc.description.abstract	Graphene based thermoplastic polyurethane composites filaments was prepared by melt blending process prior to fabricate with 3D printing technique. The effects of different graphene loading (0.05 wt% - 0.20 wt%) in TPU matrix on the properties of composites were studied. Initially, graphite was successfully oxidized to graphite oxide following Hummer’s method and the reduction of graphene oxide to graphene by L-ascorbic acid was also achieved as being confirmed by the FTIR and XRD results. TPU and TPU/graphene nanocomposites were investigated for their thermal, mechanical, physical and electrical properties. Thermal stability of TPU/graphene composites was improved against neat TPU. The first and second degradations of 0.15 wt% filled nanocomposites increased about 3 °C and 4 °C. The thermal properties of nanocomposites were studied by DSC and the result show the higher melting temperature when compared with neat TPU. The hydrophobicity of nanocomposites increased with the higher loading of graphene in TPU as observed by the contact angle measurement. The nanocomposites with 0.05wt% of graphene addition showed the highest tensile strength and dimensional stability.
dc.description.abstractalternative	เส้นวัสดุเชิงประกอบเทอร์โมพลาสติกพอลิยูรีเทนกับแกรฟีนถูกเตรียมขึ้นโดยกระบวนผสมแบบหลอมเหลวด้วยเครื่องอัดรีดสกรูคู่ก่อนนำไปใช้งานร่วมกับเครื่องพิมพ์สามมิติเพื่อขึ้นรูปเป็นชิ้นงาน จากนั้นศึกษาผลของปริมาณแกรฟีนที่ใส่ลงในพอลิเมอร์ตั้งแต่ร้อยละ0.05 ถึง 0.20 โดยน้ำหนัก ต่อสมบัติของวัสดุเชิงประกอบ ขั้นแรกเป็นขั้นตอนสังเคราะห์แกรไฟต์ออกไซด์จากแกรไฟต์ผ่านกระบวนการออกซิเดชันด้วยวิธีของฮัมเมอร์ตามด้วยขั้นตอนของการเปลี่ยนโครงสร้างของแกรฟีนออกไซด์ให้กลายเป็นแกรฟีนผ่านกระบวนการรีดักชันด้วยกรดแอลแอสคอร์บิก ซึ่งยืนยันจากเทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีและการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ นำชิ้นงานเทอร์โมพลาสติกพอลิยูรีเทนและวัสดุเชิงประกอบระหว่างเทอร์โมพลาสติกพอลิยูรีเทนกับแกรฟีนมาวิเคราะห์สมบัติ ได้แก่ สมบัติทางความร้อน สมบัติเชิงกล สมบัติทางกายภาพ และสมบัติทางไฟฟ้า ผลการทดลองพบว่าวัสดุเชิงประกอบมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเทอร์โมพลาสติกพอลิยูรีเทน โดยเมื่อพิจารณาวัสดุเชิงประกอบในสูตรที่มีการเติมแกรฟีนร้อยละ 0.15 โดยน้ำหนัก พบว่าวัสดุเชิงประกอบมีการสลายตัวทางความร้อนขั้นแรกและขั้นที่สองสูงขึ้นจากเดิมถึง 3 และ 4 องศาเซลเซียสตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบว่าการเติมแกรฟีนยังส่งผลต่ออุณหภูมิการหลอมเหลวของพอลิเมอร์ให้มีค่าที่สูงขึ้นด้วย เมื่อวิเคราะห์ด้วยเครื่องวัดมุมสัมผัสพบว่าการเพิ่มปริมาณแกรฟีนยังส่งผลต่อสมบัติความไม่ชอบน้ำของตัวพอลิเมอร์ให้มากขึ้นอีกด้วย ในกรณีของสมบัติเชิงกลพบว่าวัสดุเชิงประกอบในสูตรที่มีปริมาณแกรฟีนร้อยละ 0.05 โดยน้ำหนัก มีความทนแรงดึงและเสถียรภาพทางรูปร่างที่สูงที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุเชิงประกอบในสูตรอื่น
dc.language.iso	en
dc.publisher	Chulalongkorn University
dc.relation.uri	http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2017.12
dc.rights	Chulalongkorn University
dc.title	3D printing of graphene/thermoplastic elastomer composites
dc.title.alternative	การพิมพ์สามมิติของวัสดุเชิงประกอบแกรฟีน/เทอร์โมพลาสติกอิลาสโตเมอร์
dc.type	Thesis
dc.degree.name	Master of Science
dc.degree.level	Master's Degree
dc.degree.discipline	Applied Polymer Science and Textile Technology
dc.degree.grantor	Chulalongkorn University
dc.identifier.DOI	10.58837/CHULA.THE.2017.12