พลาสติกเทอร์โมเซตชีวภาพเตรียมจากน้ำมันถั่วเหลืองอะคริเลตเตต-อิพ็อกซิไดซ์ พอลิเมอร์ไรซ์ร่วมกับ พอลิเมทิวเมทาคริเลตโดยแสงยูวี

Abstract

บทคัดย่อ        พอลิเมอร์ที่ได้จากแหล่งปลูกทดแทนได้เรียกว่าพลาสติกชีวภาพ โดยพลาสติกเหล่านี้อาจจะมีทั้งชนิดย่อยสลายทางชีวภาพได้ และไม่ได้ การสังเคราะห์พอลิเมอร์จากปิโตรเลียมมีการสร้างก๊าซเรือนกระจกและก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน ในทางตรงกันข้าม การผลิตพลาสติกชีวภาพมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่า พลาสติกชีวภาพที่ได้จากน้ำมันพืชมีการศึกษามานานกว่าสิบปีแล้ว วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการเตรียมและตรวจสอบสมบัติเชิงกลของพลาสติกชีวภาพ ด้วยการสังเคราะห์พอลิเมอร์ร่วมระหว่างน้ำมันถั่วเหลืองอะคริเลตเตตอิพ็อกซิไดซ์และพอลิเมทิวเมทาคริเลตด้วยการฉายแสงยูวีเป็นเวลา 7 นาที โดยที่น้ำมันถั่วเหลืองอะคริเลตเตตอิพ็อกซิไดซ์ เมทิวเมทาคริเลตมอนอเมอร์ และ 2% ของสารริเริ่มถูกผสมให้เป็นเนื้อเดียวกันก่อนเทลงบนเบ้ากระจกเพื่อนำไปฉายแสง น้ำมันถั่วเหลืองอะคริเลตเตตอิพ็อกซิไดซ์ที่มีปริมาณอะคริเลชันเท่ากับ 52 โมล% สังเคราะห์จากน้ำมันถั่วเหลืองอิพ็อกซิไดซ์ทางการค้าที่มีปริมาณ อิพ็อกซิเดชัน เท่ากับ 100 โมล% ผสมกับกรดอะคริลิค อิทธิพลของอัตราส่วนระหว่างน้ำมันถั่วเหลืองอะคริเลตเตตอิพ็อกซิไดซ์และเมทิวเมทาคริเลต (30-70% โดยน้ำหนักของเมทิวเมทาคริเลต) ต่อสมบัติความทนต่อแรงดึงถูกตรวจสอบ การเกิดเป็นพอลิเมอร์ร่วมถูกตรวจสอบด้วยเทคนิคอินฟราเรดสเปคโตรสโกปี การเกิดเป็นเทอร์โมเซตยืนยันด้วยการทดสอบการบวมในตัวทำละลาย ค่ามอดุลัสของพอลิเมอร์ร่วมชีวภาพเพิ่มขึ้นตามปริมาณเมทิวเมทาคริเลตที่เพิ่มขึ้น ความเค้น ณ จุดขาดของพอลิเมอร์ร่วมชีวภาพมีค่าสูงกว่าพลาสติกชีวภาพจากน้ำมันถั่วเหลืองอะคริเลตเตตอิพ็อกซิไดซ์ และมีค่าสูงสุดเมื่อมีปริมาณเมทิวเมทาคริเลตเท่ากับ 40% ระยะยืด ณ จุดขาดมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อมีปริมาณเมทิวเมทาคริเลตเท่ากับ 30-40% และจะมีค่าลดลงเมื่อมีปริมาณเมทิวเมทาคริเลตเพิ่มขึ้น ความต้านทานต่อการฉีกขาดมีแนวโน้มเช่นเดียวกัน พลาสติกชีวภาพนี้ถูกวิเคราะห์ด้วยเทคนิคสแกนนิงคาลอริเมตตรี เทคนิคกลอุณหพลศาสตร์ และเทคนิคเทอร์โมกราวิเมตตรี ผลการทดลอง พบว่าพลาสติกชีวภาพมีอุณหภูมิแทรนซิชันค่าเดียว เป็นการยืนยันการไม่เกิดโฮโมพอลิเมอร์ของพอลิเมทิวเมทาคริเลต พลาสติกร่วมชีวภาพ มีความคงทนต่อความร้อนสูงกว่าพลาสติกชีวภาพจากน้ำมันถั่วเหลือง อะคริเลตเตตอิพ็อกซิไดซ์ ABSTRACT          Polymers derived from renewable resources are referred to as bioplastics. They may or may not be biodegrad­able. Polymerization of petroleum-based polymers produces green house gases and contributes to the problems of global warming. In contrast, the preparation of bioplastics generates lesser green house gases. Bioplastics derived from vegetable oils have been studied more than 10 years. The objective of this study was to prepare and examine the mechanical properties of the bioplastic produced by a copolymerization between acrylatedepoxidized soybean oil (AESO) and poly (methyl methacrylate) (PMMA) using ultra violet (UV) radiation for curing over a period of 7 min. AESO, MMA and a 2 wt% of a photo-initiator were well mixed and poured into a glass plate. AESO was synthesized from a commercial ESO that had been converted to a 100 mol% epoxidation, and acrylic acid. AESO consisted of 52 mol% acrylation. The effect of the AESO:MMA weight ratio (30-70 wt% MMA) on the tensile properties was inves­tigated. The formation of a copolymer between AESO and PMMA was verified by its FTIR spectra and its thermoset characteristics were proven by the swelling test. The initial modulus (Young’s modulus) of the AESO-co-PMMA bio­plastic increased with an increasing MMA. The stress at break of the AESO-co-PMMA bioplastic was higher than that of the AESO bioplastic and at a 40 wt% MMA the highest value was obtained. The synergistic behavior of the strain at break was derived from the bioplastic containing 30-40 wt% MMA. The strain at break decreased significantly when the MMA content > 40 wt%. The tear resistance also showed a similar behavior. These bioplastics were characterized by using a differential scanning calorimeter (DSC), a dynamic mechanical thermal analyzer (DMTA) and a thermogra­vimetric analyzer (TGA). A single glass transition temperature in the bioplastics was observed from both the DSC and the DMTA. This confirmed that there was no PMMA homopolymer in the bioplastics. The AESO-co-PMMA bioplastic had higher thermal stability than the virgin AESO bioplastic based on the TGA result.