Surface modification of vulcanized natural rubber and its adhesion to synthetic rubbers

การปรับผิวยางธรรมชาติเพื่อการยึดติดกับยางสังเคราะห์

Name: Siriwat Radabutra

LCSH: Adhesion

LCSH: Plasma engineering

LCSH: Rubber -- Analysis

Abstract: Natural rubber (NR) possesses good mechanical properties, e.g. tensile strength, tear strength, rebound resilience etc. However, its surface exhibits some undesired properties such as stickiness and low surface energy that is difficult to bond with other materials. Surface modification (e.g. halogenation, grafting) is a technique to overcome these poor properties while advantages of NR are still retained. In this research, chlorination of NR with various concentrations of trichloroisocyanuric acid (TCI) (0.5 %wt, 2 %wt and 5 %wt) in methyl ethyl ketone (MEK), ethyl acetate (EA) and acetone (ACE) was studied. The water contact angle of chlorinated NR (CNR) decreased sharply from untreated sample to treatment time 0.5 min then slowly dropped to 30 min. ATRIR showed chlorination and surface oxidation on NR surface. X-ray absorption spectroscopy (XAS) demonstrated the degree of chlorination gradually increased with treatment time and then slowly increased afterward. In addition, surface stiffness and roughness investigated by Atomic Force Microscopy (AFM) also increased with treatment time. At 2 and 5 %wt TCI, the peel strength of CNR//NBR was highest at 0.5 to 1 min of treatment time approximately. This clearly indicated that peel strength was not only governed by degree of chlorination, stiffness and roughness but other parameter such as solubility parameter of NR-solvents also played an important role. Chlorination of NR obviously increased the peel strength of CNR//CR but less than CNR//NBR. Other surface modifications such as epoxidation, surface grafting by silane coupling agent and plasma treatment on vulcanized NR sheets were also studied and discussed in this work

Abstract: ยางธรรมชาติเป็นยางที่มีสมบัติเชิงกลที่ดี เช่น ความสามารถทนต่อแรงดึง แรงฉีกขาด และ ความสามารถในการ กระดอนสูง ฯลฯ อย่างไรก็ตาม สมบัติเชิงพื้นผิวบางประการของยางธรรมชาติ เช่น ผิวเหนียว และ พลังงานเชิงพื้นผิวต่ำ ซึ่ง ทำให้ยางธรรมชาติยากลำบากต่อการยึดติดกับวัสดุอื่นๆ ดังนั้น การปรับผิวยางธรรมชาติจึงเป็นวิธีหนึ่งที่สามารถแก้ไขปัญหา นี้ได้ และ ยางธรรมชาติที่ผ่านการปรับผิวแล้วยังคงรักษาสมบัติเด่นของยางธรรมชาติดังเดิม ในงานวิจัยนี้ทำการศึกษาการปรับผิวยางธรรมชาติที่ผ่านการขึ้นรูปแล้วด้วยวิธี คลอริเนชัน โดยใช้สารละลายของ สารประกอบของ กรดไตรคลอโรไอโซไซยานูลิก ที่ปริมาณความเข้มข้นต่างๆ กันดังนี้ คือ 0.5, 2 และ 5 เปอร์เซ็นต์โดย น้ำหนัก โดยใช้ เมทิลเอทิลคีโตน (MEK) เอทิลอะซีเตด (EA) และ อะซีโทน (ACE) เป็นตัวทำละลาย จากการวัดค่ามุมสัมผัส (Contact angle) ของยางธรรมชาติที่ผ่านการปรับผิว พบว่า ยางธรรมชาติที่ผ่านการปรับผิวมีค่ามุมสัมผัสลดลงเป็นสัดส่วน ผกผันกับความเข้มข้นและเวลาในการปรับผิว จากการหาระดับการคลอริเนชัน โดยใช้ การวัดความสามารถในการดูดกลืน รังสีเอกซ์ (X-ray absorption spectroscopy, XAS) พบว่า ระดับการคลอริเนชันเพิ่มขึ้นตามเวลาในการปรับผิว นอกจากนี้ ค่า ความแข็งและความขรุขระของพื้นผิวที่หาจากการใช้กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (Atomic Force Microscopy, AFM) พบว่า ค่า ความแข็งและความขรุขระเพิ่มขึ้นตามเวลาในการปรับผิวเช่นกัน เมื่อทำการศึกษาโดยใช้ปริมาณของกรดไตรคลอโรไอโซไซ ยานูลิก 2 และ 5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก พบว่า ค่าแรงยึดติดของยางธรรมชาติที่ผ่านการปรับผิวกับยางไนไตร์ มีค่าแรงยึดติด สูงสุดที่เวลาการปรับผิวอยู่ในช่วง 0.5 ถึง 1 นาที เป็นที่ชัดเจนว่าค่าการยึดติดไม่ได้ขึ้นกับระดับการคลอริเนชัน ค่าความแข็ง และ ความขรุขระ เท่านั้น อาจจะขึ้นกับปัจจัยอื่น เช่น ความสามารถในการละลายของตัวทำละลายในยางธรรมชาติ นอกจากนี้ พบว่า ยางธรรมชาติที่ทำการปรับผิวด้วยวิธีคลอริเนชันสามารถเพิ่มการยึดติดกับ ยางคลอโรพรีน ได้ด้วยเช่นกัน โดยค่าแรงยึด ติดเพิ่มขึ้นตามเวลาการปรับผิว แต่ค่าแรงยึดติด มีค่าน้อยกว่า ค่าแรงค่ายึดติดระหว่างยางธรรมชาติที่ผ่านการปรับผิวกับยางไน ไตร์ นอกจากนี้ การปรับผิวด้วยวิธีอื่นๆ เช่น อิพอกซิเดชัน การกราฟด้วยสารประกอบไซเลน และ วิธีพลาสมา ก็ได้ ทำการศึกษาและอภิปรายไว้ในงานวิจัยนี้เช่นเดียวกัน

Mahidol University

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Sombat Thanawan

Role: Thesis Advisors

Created: 2008

Modified: 2553-06-22

Issued: 2010-06-16

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH S619su 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	4836992.pdf	27.2 MB	64	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.430822 วินาที