Rheological behavior, morphology and properties of liquid crystalline polymer ‪(rodrun LC3000)‬/thermoplastic elastomer ‪(SEBS)‬ in-Situ composites

พฤติกรรมกระแส สัณฐานวิทยา และสมบัติของพอลิเมอร์ผสมแบบอิน-ซิทู ระหว่างพอลิเมอร์ผลึกเหลว ‪(rodrun LC3000)‬ และยางเทอร์โมพลาสติก ‪(SEBS)‬

Name: Sunan Saikrasun

LCSH: Polymer liquid crystals

LCSH: Polymers -- Rheology

Abstract: Immiscible blends of a thermotropic liquid crystalline polymer (TLCP), a copolyester of 60/40 mole ratio of p-hydroxy benzoic acid (HBA) and polyethylene terephthalate (PET), and a thermoplastic elastomer, styrene-(ethylene butylenes)-styrene (SEBS), at various compositions were prepared as extruded strands using a twin-screw extruder and melt spun as monofilaments using a mini-extruder. Rheological behavior, morphology, and mechanical properties of the blends were investigated. Rheological measurements were performed on a capillary rheometer in the shear rate rage 5-2,000 s-1, and on a plate-and-plate rheometer in the frequency range 0.6-200 rad.s-1. It was found that all neat components and blends exhibited shear thinning behavior. Both shear and complex viscosities of all blends were found to decrease with increasing TLCP content, but the decrease in shear viscosity was more pronounced. In the composite strands, the best fibrillar morphology was observed in the blend containing 30 wt% TLCP, and some lamella structure appeared at 40 wt% TLCP and beyond. With an increasing level of TLCP concentration, the tensile stress of the strands was enhanced, whereas the tensile strength was almost unchanged. The elongation at break of the strands first slightly decreased with addition of low TLCP content, them sharply dropped at 40 wt% TLCP. The tension set under applied strain of 300% slightly increased with increasing TLCP content up to 20 wt%, over which the set value was unacceptable for thermoplastic elastomer. A remarkable improvement in the dynamic mechanical properties of the extruded strands was observed in the blends with an increasing amount of TLCP. The mechanical properties and morphology of the monofilaments were investigated and compared with those of the extruded strands. The stresses at 100% and 300% strains of the composite monofilaments were about twice that of the extruded strands. The tensile strengths of both extruded strands and monofilaments were comparable but the elongation at break of monofilaments were considerably less. The tension sets of the composite monofilaments were slightly higher than those of the extruded strands. All composite monofilaments with TLCP content ≤15 wt% exhibited good elastic recovery under the applied strain up to 200%. The dynamic mechanical storage modulus at 25oC of 10 wt% TLCP composite monofilament was about five times higher than that of the neat SEBS monofilament, and about four times higher than that of the composite extruded strand. The dramatic enhancement in mechanical properties of the monofilaments was due to the formation of finer and longer TLCP fibrils than those formed in the extruded strands. The biaxial tensile measurements of the neat SEBS and TLCP/SEBS in situ composite sheets clearly demonstrated the anisotropy in mechanical properties due to the orientation of TLCP fibrils in the elastomer matrix. Under equi-biaxial stretching, the initial modulus ratio in the two principal stretching directions for the neat SEBS and the composite with 10 wt% TLCP were 2.7, and 5, respectively. The composite with 10 wt% TLCP exhibited the highest anisotropy in mechanical properties because it possessed the best fibrillation and the highest degree of uniaxial orientation of TLCP fibrils

Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาพอลิเมอร์ผสมในสัดส่วนต่างๆ ระหว่างยางเทอร์โมมพลาสติก สไตรีน-(แททิลีน บิวทิลีน)-สไตรีน (SEBS)กับพอลิเมอร์ผลึกเหลว (TLCP) ซึ่งเป็นโคพอลิเมอร์ของพราไฮดรอกซีเบนโซอิกแอซิด (HBA) กับพอลิเอททิลีนเทอเรพทาเรท (PET)(อัตราส่วนโดยโมล 60/40) โดยเตรียมในรูปเส้นอัดรีด (extruded strand) โดยใช้เครื่องผสมแบบเกลียวคู่ และในรูปเส้นใยเดี่ยว(monofilament) โดยใช้เครื่องปั่นเส้นใย ได้ศึกษาวิทยากระแส สัณฐานวิทยา และสมบัติเชิงกลของคอมพอสิท ศึกษาวิทยากระแสที่ช่วงอัตราเฉือนตั้งแต่ 5-2,000 ต่อวินาที วัดโดยใช้เครื่องรีโอมิเตอร์แบบคาปิลารี และพฤติกรรมกระแสที่ช่วงความถี่ 0.6-200 เรเดียนต่อวินาทีวัดโดยใช้เครื่องรีโอมิเตอร์แบบแผ่นคู่ขนาน จากการทดลองพบว่า ความหนืดของพอลิเมอร์บริสุทธิ์และพลลิเมอร์ผสมลดลงเมื่อเพิ่มแรงเฉือนหรือความถี่ ความหนืดเฉือนและความหนืดเชิงซ้อนของพอลิเมอร์ผสมมีค่าลดลงเมื่อเพิ่มปริมาณของ TLCP ซึ่งความหนืดเฉือนมีการลดลงมากกว่าความหนืดเชิงซ้อนเมื่อเพิ่มปริมาณของ TLCP ผลการศึกษาสัณฐานวิทยาในเส้นอัดรีดของคอมพอสิทพบว่า คอมพอสิทที่มีส่วนผสมของ TLCP อยู่ 30% โดยน้ำหนัก เกิดเส้นใยได้ดีที่สุด และพบว่ามีการก่อรูปร่างแบบ lamella เริ่มเกิดจขึ้นในคอมพอสิทที่มีส่วนผสมของ TLCP อยู่ 40% โดยน้ำหนัก ขึ้นไป ค่าความแค้น (stress) จากการดึงของเส้นอัดรีดเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณของ TLCP ในขณะ มีค่าการทนต่อแรงดึง (tensile strength) เกือบไม่มีการเปลี่ยนแปลง ค่าความยาวที่จุดขาด (elongation at break) ลงลงเล็กน้อยเมื่อเพิ่มปริมาณของ TLCP แต่ตกลงอย่างรวดเร็วเมื่อมีปริมาณ TLCP 40%โดยน้ำหนักขึ้นไป ค่าการคืนรูปจากการดึง (Tension set) เมื่อถูกดึงที่300% เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อเพิ่มปริมาณของ TLCP จนถึง 20% โดยน้ำหนัก ถ้าเพิ่มปริมาณของ TLCP มากกว่านี้

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Sauvarop Limcharoen

Role: Thesis Advisors

Created: 2003

Modified: 2553-03-11

Issued: 2010-01-26

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740429572

CallNumber: TH S957r 2003

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Physical Chemistry

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4238489.pdf	9.46 MB	38	2022-01-04 16:38:37

ใช้เวลา

0.268128 วินาที