Influence of various ethylene copolymers on the silane-water crosslinking of high-density polyethylene

ผลของเอทธิลีนโคพอลิเมอร์ต่างชนิดที่มีต่อการเชื่อมโยงสายโซ่ของพอลิเอทธิลีนชนิดความหนาแน่นสูงโดยใช้ไซเลนและน้ำ

Name: Soontaree Kositchaiyong

LCSH: Copolymers -- Design and construction

LCSH: Copolymers -- Structure

LCSH: Polyethylene -- Specifications

Abstract: The silane-grafting and water-crosslinking of high-density polyethylene (HDPE) and its blends with various ethylene copolymers were investigated. Various ethylene copolymers including ethylene-octene copolymer (EO), ethylene-butene copolymer (EB) and ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) were introduced to the HDPE, in order to facilitate diffusion of water which aids crosslink reaction. The HDPE and its blends were first grafted with vinyl trimethoxysilane (VTMS) by a freeradical reaction initiated by dicumyl peroxide (DCP). The grafted samples were subsequently crosslinked in hot water. The effects of ethylene copolymers on the degree of grafting were characterised using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) technique. The effects of ethylene copolymers and crosslinking time on crosslinking degree were investigated using solvent extraction, rheological measurement and FTIR analysis. The crystallisation behaviours, thermal and mechanical properties of the crosslinked samples were also investigated. The results showed that an increase in amount of silane absorption in ethylene copolymers did not help to improve the efficiency of silane grafting in the blend. The presence of bulky acetate group and steric side chain comonomer in ethylene copolymers led to some difficulties in silane reaction. The degree of crosslinking was found to depend on the crosslinking time and structure of copolymers. As the crosslinking time increased, the degree of crosslinking increased. The incorporation of ethylene copolymers increased the degree and rate of crosslinking of HDPE. The hydrophilicity of the copolymers played a major role in silane crosslinking, whereas the amount of crystalline component in the copolymers showed a minor effect. The silane crosslinking occurred mainly in the amorphous region of the sample. The presence of crosslink networks improved the tensile modulus and caused a reduction in elongation and strength at breaks. The crosslinked products exhibited an improvement in the thermal oxidative stability, thermal decomposition activation energy and heat deflection property

Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการกราฟท์ และการเชื่อมโยงสายโซ่ของพอลิเอทธิลีนชนิดความหนาแน่นสูง และพอลิเมอร์ผสมของพอลิเอทธิลีนชนิดความหนาแน่นสูงกับเอทธิลีนโคพอลิเมอร์ต่างชนิดโดยใช้ไซเลนและน้ำ ซึ่งเอทธิลีนโคพอลิเมอร์ที่ใช้ในงานวิจัยนี้ประกอบไปด้วยเอทธิลีนออกทีนโคพอลิเมอร์และเอทธิลีนบิวทีนโคพอลิ เมอร์รวมทั้งเอทธิลีนไวนิลอะซิเตทโคพอลิเมอร์ โดยเอทธิลีนโคพอลิเมอร์จะถูกผสมกับพอลิเอทธิลีนชนิดความ หนาแน่นสูงเพื่อที่จะช่วยเพิ่มการแพร่ของน้ำและการเกิดปฏิกิริยาเชื่อมโยงสายโซ่ให้ดีขึ้น โดยปฏิกิริยาการกราฟท์ จะใช้ไวนิลไตรเมธทอกซีไซเลนเป็นมอนอเมอร์ในการทำปฏิกิริยา และใช้ไดคิวมิลเปอร์ออกไซด์เป็นสารก่อ ปฏิกิริยา และทำให้เกิดการเชื่อมโยงสายโซ่โดยการทำปฏิกิริยากับน้ำร้อน ในงานวิจัยนี้ได้ทำการวิเคราะห์ผลของ เอทธิลีนโคพอลิเมอร์ที่มีต่อปริมาณการกราฟท์ด้วยเทคนิคอินฟราเรดสเปกโตรสโคปี และได้ศึกษาผลของเอทธิ ลีนโคพอลิเมอร์และเวลาในการเชื่อมโยงสายโซ่ที่มีต่อปริมาณการเชื่อมโยงสายโซ่ โดยวัดปริมาณการเชื่อมโยง สายโซ่ที่ได้ด้วยวิธีการสกัดด้วยตัวทำละลาย และวัดการเปลี่ยนไปของสมบัติการไหลภายหลังการเชื่อมโยงสายโซ่ อีกทั้งยังติดตามการเปลี่ยนไปของหมู่ฟังก์ชันด้วยเทคนิคอินฟราเรดสเปกโตรสโคปี จากนั้นทำการศึกษาความเป็น ผลึกและสมบัติทางความร้อนรวมถึงสมบัติเชิงกลของพอลิเมอร์ที่มีการเชื่อมโยงสายโซ่ ผลการวิจัยพบว่าการเพิ่มขึ้นของปริมาณการดูดซับไซเลนในเอทธิลีนโคพอลิเมอร์ไม่ได้ช่วยปรับปรุง ประสิทธิภาพการกราฟท์ไซเลน ผลของความเกะกะของโคพอลิเมอร์ทำให้การเข้าทำปฏิกิริยาการกราฟท์ด้วยไซ เลนเกิดได้ยากขึ้น ส่วนปริมาณการเชื่อมโยงสายโซ่ขึ้นกับเวลาในการเชื่อมโยงสายโซ่และโครงสร้างของเอทธิลีน โคพอลิเมอร์ โดยปริมาณการเชื่อมโยงสายโซ่เพิ่มขึ้นเมื่อใช้เวลาในการทำปฏิกิริยากับน้ำนานขึ้น การเติมเอทธิลีน โคพอลิเมอร์ในพอลิเอทธิลีนชนิดความหนาแน่นสูง มีผลทำให้มีการเพิ่มขึ้นของปริมาณและอัตราการเชื่อมโยง สายโซ่ โดยพบว่าความชอบน้ำของเอทธิลีนโคพอลิเมอร์เป็นปัจจัยหลัก ขณะที่ปริมาณผลึกที่มีในพอลิเมอร์เป็น ปัจจัยรอง สำหรับการเชื่อมโยงสายโซ่นั้นเกิดขึ้นในพอลิเมอร์ส่วนที่เป็นอสัณฐาน จากการศึกษาการเชื่อมโยงสาย โซ่ของพอลิเมอร์ที่เตรียมขึ้นพบว่าโมดูลัสมีค่าสูงขึ้นแต่มีการยืดออกและความแข็งแรง ณ จุดขาดลดลง นอกจากนี้ ผลการวิจัยได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าพอลิเมอร์ที่ผ่านการเชื่อมโยงสายโซ่แล้วมีเสถียรภาพต่อความร้อนและ พลังงานในการสลายตัวเพิ่มขึ้นอีกทั้งมีความคงรูปสูงขึ้น

Mahidol University

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Kalyanee Sirisinha

Role: Thesis Advisors

Created: 2008

Modified: 2553-06-22

Issued: 2010-06-14

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH S711i 2008

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Polymer Science and Technology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4737770.pdf	989.18 KB	31	2019-03-29 10:32:41

ใช้เวลา

-0.698563 วินาที