ภาควิชาวิทยาการและวิศวกรรมวัสดุ / สาขาวิชาวิทยาการและวิศวกรรมพอลิเมอร์ https://sure.su.ac.th/xmlui/handle/123456789/959 2026-05-19T10:44:25Z 2026-05-19T10:44:25Z ณัฐพล เมืองแก้ว https://sure.su.ac.th/xmlui/handle/123456789/30449 2025-08-15T20:02:22Z 0024-01-01T00:00:00Z

Development of thermoplastic elastomer derived from Poly(butylene adipate-co-terephthalate)(PBAT); การพัฒนาเทอร์โมพลาสติกอิลาสโตเมอร์จากพอลิบิวทิลีนอะดิเพท-โค-เทเรฟทาเลท ณัฐพล เมืองแก้ว Thermoplastic elastomer (TPE) are popular in many industries. It has flexible properties like to rubber at room temperature and can melted like thermoplastic at high temperature. EPDM/PP forms phase inversion blending process, but this is not compostable. In this research, the aim is to develop TPE by phase inversion blending process from polybutylene adipate co terephthalate (PBAT) with poly(butylene succinate-co-adipate (PBSA), which are a compostable plastic and by crosslinking the PBAT phase. It was found that adding 1 phr of ECE to PBSA caused the torque to be similar to that of neat PBSA. But in the PBAT system, found that the torque increased. From the morphology, PBAT phase was the matrix phase and had PBSA droplets dispersed phase. This indicates that the addition of ECE 1 phr done was unable to invert phase. And the viscosity of PBAT was not high enough. Therefore, maleic anhydride was grafted together with DCP and TAIC on PBAT chain in the 1st step and crosslinked PBAT-g-MA with ECE in the 2nd step because PBAT-g-MA has anhydride groups that can react with epoxide groups leading to higher crosslinking. From the morphology, It was found that the PBAT inversion phase changed to dispersed and the PBSA inversion phase to matrix and %recovery increased to 77.6% for MMA0.2_80_PBSA20_ECE1. In pilot scale process, we deceased of TAIC from 0.3 phr to 0.1 phr. It was found that the %recovery was decreased to 57.4%. This may be done to crosslink degree and the gel content also decreased from 67.8% to 52.7% when compared MMA0.2(0.1)_80_PBSA20_ECE1(lab) and MMA0.2_80_PBSA20_ECE1(Pilot) respectively.; เทอร์โมพลาสติกอิลาสโตเมอร์ (TPE) นิยมนำมาใช้งานกันอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากมีสมบัติที่ยืดหยุ่นคล้ายกับยางที่อุณหภูมิห้อง และสามารถหลอมและไหลได้เหมือนเทอร์โมพลาสติกที่อุณหภูมิสูง ทำให้สามารถนํามาหลอมใช้ใหม่ได้ โดยใช้กระบวนการเบลนด์แบบกลับเฟส (phase inversion process) แต่ TPE เหล่านี้ไม่สามารถสลายตัวได้ทางชีวภาพ งานวิจัยนี้จึงได้พัฒนา TPE ที่ได้จากกระบวนการเบลนด์กลับเฟส จากพอลิบิวทิลีนอะดิเพท-โค-เทอเรฟทาเลท (PBAT) ร่วมกับพอลิบิวทิลีนซัคซิเนต-โค-อะดิเพท (PBSA) ซึ่งเป็นพลาสติกที่สลายตัวได้ทางชีวภาพ โดยการเชื่อมขวางเฟสของ PBAT ในขณะผสม และเพื่อศึกษาชนิดและปริมาณรีแอคทีฟที่มีผลต่อลักษณะสัณฐานวิทยาและสมบัติเชิงกล พบว่าการเติมรีแอคทีฟชนิด multifunctional chain extender (ECE) 1 phr ลงใน PBSA ทำให้ค่าแรงบิดมีค่าใกล้เคียงกับ neat PBSA แต่ในระบบของ PBAT พบว่าค่าแรงบิดมีค่าเพิ่มมากขึ้น จึงศึกษา PBAT/PBSA base blend ในอัตราส่วน 80/20 และเติม ECE ในปริมาณ 1 phr จากลักษณะสัณฐานวิทยาพบว่าเฟสของ PBAT มีลักษณะเป็นเฟสหลักและมี droplet ของ PBSA กระจายตัวอยู่ทั่ว ซึ่งบ่งชี้ให้เห็นว่าการเติมเพียง ECE 1 phr ไม่สามารถเชื่อมขวาง และเพิ่มความหนืด PBAT ได้มากพอต่อการกลับเฟส จึงได้ทำการกราฟท์ maleic anhydride (MA) ร่วมกับ DCP และ TAIC บนสายโซ่ PBAT ในขั้นตอนที่ 1 เพื่อให้เกิดเชื่อมขวาง PBAT-g-MA กับ ECE ในขั้นตอนที่ 2 เนื่องจาก PBAT-g-MA มี anhydride group ที่สามารถเข้าทำปฏิกิริยากับ epoxy group ได้ ทำให้เกิดการเชื่อมขวางได้เพิ่มมากขึ้น จากลักษณะสัณฐานวิทยาพบว่าเฟสของ PBAT เกิดการกระจายตัว เนื่องจากเมื่อเฟส PBAT เกิดการเชื่อมขวางและความหนืดเพิ่มมากขึ้น เมื่อได้รับแรงเฉือนจึงขาดออกจากกันเป็นเฟสกระจายตัว และเฟสของ PBSA เข้ามาแทรกกลายเป็นเฟสหลัก เมื่อพิจารณา %recovery พบว่ามีค่าเพิ่มเป็น 77.6% และมีค่าสมบัติเชิงกลที่ลดลง เมื่อขึ้นรูปในระดับอุตสาหกรรมโดยลด TAIC เหลือ 0.1 phr พบว่า %recovery มีค่าลดลง เป็น 57.4% เนื่องจากการลด TAIC ทำให้เกิดการเชื่อมขวางได้น้อยลง โดยมีค่า gel content ลดลงจาก 67.8% เป็น 52.7% ในสูตร MMA0.2(0.1)_80_PBSA20_ECE1(lab) และ MMA0.2_80_PBSA20_ECE1(Pilot) ตามลำดับ

0024-01-01T00:00:00Z กรวิชญ์ เก้าอุดม https://sure.su.ac.th/xmlui/handle/123456789/30448 2025-08-15T20:02:20Z 0025-01-01T00:00:00Z

Development of cling film based on compostable plastics; การพัฒนาฟิล์มคลิงก์จากพลาสติกที่สลายตัวได้ทางชีวภาพ กรวิชญ์ เก้าอุดม Most of cling films for wrapping pallets used in the transportation are made from non-biodegradable plastic linear low-density polyethylene (LLDPE) or multilayered PE, which are non-biodegradable. The cling film is processed via the stretching process to increase the tensile strength of cling film. This work focuses on the alternative compostable plastic poly(butylene adipate-co-terephthalate), PBAT to replace LLDPE cling film. Therefore, the objective of this research is to study the effect of Biomax® strong as cohesion adhesive on the film properties and the influence of the batch and continuous stretching process on mechanical properties of PBAT films and coefficient of friction between films surface. PBAT was mixed with Biomax® strong at 3 and 5 phr via internal mixer and compressed into films by compression molding. Tensile strength and elongation at break of PBAT/B3 and PBAT/B5 were slightly decreased after addition of Biomax® strong. After that, to improve the tensile strength, the stretching process was performed. In this step, films were prepared via cast film extruder and stretched in the batch stretching process with 1.5, 2 and 2.5 times. When stretching ratios increased, tensile strength of PBAT, PBAT/B3 and PBAT/B5 increased but the elongation at break decreased. The optimal tensile strength and elongation at break of stretched PBAT, PBAT/B3 and PBAT/B5 films were obtained at stretching with 1.5 and 2 times. The coefficient of friction of unstretched PBAT was increased from 0.58 to 2.75 when adding Biomax® strong and the coefficient of friction of stretched PBAT, PBAT/B3 and PBAT/B5 increased with higher stretching ratios. The elasticity of films was increased with higher stretching ratios. Finally, the stretching ratios of 1.5 and 2 times were choose to study in the continuous stretching process in the industrial scale. The results showed that after continuous stretching process, tensile strength, elongation at break and coefficient of friction of PBAT/B3 and PBAT/B5 were in the requirement ranges at stretching with 1.5 and 2 times. From all the results, we can summarize that PBAT/B3 and PBAT/B5 stretched at 1.5 and 2 times can potentially be used as cling films.; ฟิล์มคลิงก์หรือฟิล์มยืดหุ้มที่ใช้ในการพันพาเลทในการขนส่งสินค้าส่วนใหญ่ผลิตมาจาก linear low- density polyethylene (LLDPE) หรือพอลิเอธิลีนที่เป็นชั้น ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่ไม่สามารถแตกสลายได้ทางชีวภาพ โดยในการขึ้นรูปฟิล์มคลิงก์นั้นจะมีการผ่านกระบวนการดึงยืดฟิล์ม เพื่อให้ฟิล์มคลิงก์มี tensile strength ที่สูงขึ้น ในงานวิจัยนี้จึงสนใจที่จะนำเอาพลาสติกที่สลายตัวได้ทางชีวภาพที่มีสมบัติใกล้เคียงกับ LLDPE มาใช้ทดแทน นั่นคือ Poly(butylene adipate-co-terephthalate), PBAT โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อทำการศึกษาอิทธิพลการเติม Biomax® strong ที่ทำหน้าที่เป็น cohesion additive และศึกษาอิทธิพลกระบวนการขึ้นรูปฟิล์มคลิงก์ PBAT ด้วยกระบวนการดึงยืดในระบบ batch และ continuous process ที่มีผลต่อสมบัติเชิงกลและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของฟิล์ม PBAT โดยในงานวิจัยนี้จะใช้ Biomax® strong ในปริมาณ 3 และ 5 phr โดยทำการผสมในเครื่อง internal mixer และขึ้นรูปฟิล์มด้วย compression molding พบว่า การเติม Biomax® strong ลงไปใน PBAT ส่งผลให้ tensile strength และ elongation at break มีค่าลดลงเล็กน้อย จึงต้องนำฟิล์มไปศึกษาต่อในขั้นตอนถัดไปเพื่อปรับปรุงค่า tensile strength ด้วยกระบวนการดึงยืดฟิล์ม โดยนำฟิล์มที่ขึ้นรูปในระบบต่อเนื่องด้วยเครื่อง cast film extruder ไปผ่านกระบวนการดึงยืดในระบบ batch stretching process ด้วยการดึงยืด 1.5, 2 และ 2.5 เท่าจากความยาวเริ่มต้น พบว่าค่า tensile strength มีค่าเพิ่มสูงขึ้น แต่ elongation at break มีค่าลดลง เมื่อดึงยืดจำนวนเท่าเพิ่มขึ้น โดยจำนวนเท่าที่เหมาะสมนั้นจะอยู่ที่การดึงยืด 1.5 และ 2 เท่าจากความยาวเริ่มต้น โดยค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของฟิล์ม PBAT ที่มีการเติม Biomax® strong จะมีเพิ่มขึ้นจาก 0.58 เป็น 2.75 และเมื่อทำการดึงยืดฟิล์ม PBAT, PBAT/B3 แล PBAT/B5 ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของฟิล์มมีค่าเพิ่มขึ้น และความยืดหยุ่นของฟิล์ม PBAT, PBAT/B3 และ PBAT/B5 เพิ่มขึ้นเมื่อดึงยืดที่จำนวนเท่าการดึงยืดเพิ่มขึ้น ในขั้นตอนสุดท้ายจึงนำเอาการดึงยืด 1.5 และ 2 จากความยาวเริ่มต้น มาศึกษาต่อในกระบวนการขึ้นรูปและกระบวนการดึงยืดในระบบต่อเนื่องในระดับอุตสาหกรรม พบว่าฟิล์ม PBAT/B3 และ PBAT/B5 มีค่า tensile strength, elongation at break และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ที่เหมาะสมเมื่อทำการดึงยืดในระบบ continuous stretching process ที่ 1.5 และ 2 เท่าจากความยาวเริ่มต้น ดังนั้นฟิล์ม PBAT/B3 และ PBAT/B5 ที่ผ่านการดึงยืดที่ 1.5 และ 2 เท่าจากความยาวเริ่มต้นเหมาะสมกับการนำไปใช้งานในฟิล์มคลิงก์ได้

0025-01-01T00:00:00Z สุวิชญาน์ กองอาษา https://sure.su.ac.th/xmlui/handle/123456789/30442 2025-08-15T20:02:07Z 0010-01-01T00:00:00Z

Synthesis and properties of resin from epoxidized oil and Poly(butylene succinate); การสังเคราะห์และสมบัติของเรซินจากน้ำมันอิพ็อกซิไดซ์และพอลิบิวทิลีนซัคซิเนต สุวิชญาน์ กองอาษา Bio-based resins have been an interesting polymer since they can be derived from renewable resources. In this research, the bio-based resin was prepared by a reaction between epoxidized vegetable oil and an oligomer of poly(butylene succinate) with the dicarboxylic terminal group by using N,N-dimethyl-4-aminopyridine  as a catalyst. The effects of the molecular weight of oligomer and type of vegetable oil on isothermal curing behavior, gel fraction, thermal properties, thermal stability, crystallinity, and mechanical properties of the synthesized thermoset resins were investigated. The oligomer of poly(butylene succinate) with different molecular weight were prepared by controlling the molar ratio between 1,4-butanediol to succinic acid as 2:3 (OPBS23), 4:5 (OPBS45) and 7:8 (OPBS78), resulting in oligomers with an average molecular weight of 435, 773 and 978 respectively. The epoxidized vegetable oils with different epoxidation degrees were synthesized from palm oil, soybean oil, and linseed oil. From isothermal crosslinking investigation, the curing process of the epoxidized linseed oil with oligomer resulted in the shortest induction time and curing time. Moreover, the resin prepared from epoxidized linseed oil showed the highest value of maximum storage modulus. The induction time and curing time increased with an increased molecular weight of oligomer. The resin prepared from epoxidized linseed oil and OPBS23 with the molar ratio between the epoxide group of oil and carboxyl group of the oligomer as 1:1 exhibited the highest in gel fraction around 83%. The crystalline structure of the oligomer did not change after the curing process, but the reduction in crystallinity was observed. The higher in the tensile strength of cured materials were obtained when the gel fraction and crystallinity of resin increased.; เทอร์โมเซตเรซินจากชีวมวลถือเป็นพอลิเมอร์ที่น่าสนใจ     เนื่องจากสามารถสังเคราะห์ได้จากวัตถุดิบที่มาจากแหล่งทรัพยากรที่สามารถสร้างขึ้นมาทดแทนใหม่ได้     ในงานวิจัยนี้ทำการเตรียมเรซินจากชีวมวลจากการทำปฏิกิริยาระหว่างน้ำมันพืชอิพ็อกซิไดซ์และโอลิโกเมอร์ของพอลิบิวทิลีนซัคซิเนตที่มีหมู่ปลายสายโซ่เป็นหมู่คาร์บอกซิลิกซ์ โดยใช้ N,N-dimethyl-4-aminopyridine เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา    โดยจะศึกษาอิทธิพลของความยาวของสายโซ่หรือน้ำหนักโมเลกุลโอลิโกเมอร์ ของพอลิบิวทิลีนซัคซิเนต และชนิดของน้ำมันที่ใช้การสังเคราะห์เทอร์โมเซตเรซินที่ส่งผลต่อพฤติกรรมการเชื่อมขวางแบบไอโซเทอร์มอล สัดส่วนที่เป็นเจล สมบัติทางความร้อน เสถียรภาพทางความร้อน ความเป็นผลึก และสมบัติเชิงกลของเทอร์โมเซตเรซินที่เตรียมได้       โอลิโกเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลที่แตกต่างกันจะเตรียมได้โดยผ่านการควบคุมอัตราส่วนโดยโมล ระหว่าง 1,4-butanediol ต่อกรด ซัคซินิคเป็น 2:3 (OPBS23), 4:5 (OPBS45) และ 7:8 (OPBS78) ทำให้ได้โอลิโกเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยเท่ากับ 435, 773 และ 978 กรัมต่อโมลตามลำดับ     น้ำมันพืชอิพ็อกซิไดซ์ที่มีระดับ อิพ็อกซิเดชั่นต่างกันได้รับการสังเคราะห์ขึ้นจากน้ำมันปาล์ม น้ำมันถั่วเหลือง และน้ำมันลินสีด     จากการศึกษาพฤติกรรมการเชื่อมขวางแบบไอโซเทอร์มอลจะพบว่า การเชื่อมขวางด้วย น้ำมันลินสีดอิพ็อกซิไดซ์ด้วยโอลิโกเมอร์จะมี induction time น้อยที่สุด ใช้เวลาในการเชื่อมขวางน้อยที่สุด   นอกจากนี้เรซินที่สังเคราะห์โดยใช้น้ำมันลินสีดอิพ็อกซิไดซ์ยังมีค่า maximum storage modulus มากที่สุดด้วย     อีกทั้งยังพบว่า induction time และเวลาในการเชื่อมขวางจะเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักโมเลกุลของโอลิโกเมอร์ที่มากขึ้น    เรซินที่เตรียมมาจากน้ำมันลินสีดอิพ็อกซิไดซ์และ OPBS23 ที่มีอัตราส่วนโดยโมลระหว่างหมู่อิพอกไซด์ของน้ำมันพืชและหมู่อิพอกไซด์ของโอลิโกเมอร์เป็น 1:1 จะมีสัดส่วนที่เป็นเจลมากที่สุดเท่ากับ 83%     ลักษณะโครงสร้างผลึกของโอลิโกเมอร์ไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงหลังการเชื่อมขวางแต่จะพบการลดลงของความเป็นผลึก     เรซินที่มีความหนาแน่นของการเชื่อมขวางสูงและมีความเป็นผลึกสูงจะมีค่า tensile strength มากด้วย

0010-01-01T00:00:00Z น่านนที ธรรมปัญญา https://sure.su.ac.th/xmlui/handle/123456789/30441 2025-08-15T20:02:05Z 0010-01-01T00:00:00Z

A study on properties of Thermoplastic starch (TPS)/Polycaprolactone (PCL) blend compatibilized by vegetable oil; การศึกษาสมบัติของพอลิเมอร์ผสมระหว่างเทอร์โมพลาสติกสตาร์ชกับพอลิคาร์โปรแลคโทนโดยใช้น้ำมันพืชเป็นสารเชื่อมประสาน น่านนที ธรรมปัญญา The primary purpose of this research is to improve the mechanical properties of thermoplastic starch (TPS) by blending with polycaprolactone (PCL). TPS and PCL were chemically modified by grafting with maleic anhydride (MA). Results from FTIR and 1H-NMR confirmed that MA was grafted on backbone chain of TPS and PCL to give TPS-g-MA and PCL-g-MA. In order to improve the mechanical properties and reduce the moisture absorption of polymer blend, epoxidized oil (EO) was used as a compatibilizer between TPS-g-MA and PCL-g-MA phase. EO was prepared by the chemical reaction between linseed oil or palm oil with formic acid and hydrogen peroxide. The results from morphological investigation of polymer blend revealed that the PCL-g-MA phase dispersed in TPS-g-MA matrix. However, the enlargement of dispersed phase was observed when the amount of PCL-g-MA in polymer blend increased. Elongation at break, tensile strength, and impact strength of polymer blend increased with increasing PCL-g-MA content Polymer blend compatibilized with 10% w/w epoxidized linseed oil revealed the enhancement in mechanical properties and the reduction in moisture absorption comparing with the uncompatibilized polymer blend. The use of epoxidized palm oil as a compatibilizer of polymer blend resulted in the polymer blend with lower moisture absorption comparing with that compatibilized with epoxidized linseed oil.; งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อปรับปรุงสมบัติเชิงกลของ thermoplastic starch (TPS) โดยการทำพอลิเมอร์ผสมกับ polycaprolactone (PCL)     TPS และ PCL จะถูกปรับปรุงโครงสร้างทางเคมีโดย grafting ด้วย maleic anhydride (MA)     ผลที่ได้จากการพิสูจน์เอกลักษณ์ด้วยเทคนิค FTIR และ 1H-NMR สามารถยืนยันได้ว่า MA ได้เกิดการ grafting ติดอยู่บนสายโซ่หลักของทั้ง TPS และ PCL เกิดเป็น TPS-g-MA และ PCL-g-MA     เพื่อปรับปรุงสมบัติเชิงกลและลดการดูดซับความชื้นของพอลิเมอร์ผสม   epoxidized oil (EO) ถูกใช้เป็นสารเชื่อมประสานระหว่างเฟสของ TPS-g-MA และ PCL-g-MA     EO เตรียมได้จากการนำน้ำมันลินสีด (linseed oil) หรือ น้ำมันปาล์ม (palm oil) มาทำปฏิกิริยากับ formic acid และ hydrogen peroxide     จากผลการทดสอบลักษณะทางสัณฐานวิทยาของพอลิเมอร์ผสมพบว่าเฟส PCL-g-MA มีการกระจายตัวอยู่ใน TPS-g-MA ซึ่งเป็นเฟสหลัก    อย่างไรก็ตามเมื่อปริมาณ PCL-g-MA เพิ่มสูงขึ้นเฟสกระจายตัวของพอลิเมอร์ผสมจะมีขนาดใหญ่ขึ้น     เมื่อปริมาณของ PCL-g-MA เพิ่มสูงขึ้นจะทำให้ค่า elongation at break, tensile strength และ impact strength ของพอลิเมอร์ผสมมีค่าเพิ่มสูงขึ้นตามไปด้วย     พอลิเมอร์ผสมที่มีการเติมน้ำมันลินซีดอีพอกไซด์ในปริมาณ 10 เปอร์เซนต์โดยน้ำหนักเพื่อเป็นสารเชื่อมประสานจะมีสมบัติเชิงกลที่สูงขึ้นและมีการดูดซับความชื้นที่น้อยลงเมื่อเปรียบเทียบกับพอลิเมอร์ผสมที่ไม่ได้ทำการเติมน้ำมันลินซีดอีพอกไซด์     การใช้น้ำมันปาล์มอีพอกไซด์เป็นสารเชื่อมประสานจะทำให้พอลิเมอร์ผสมที่เตรียมได้มีการดูดซับความชื้นที่ต่ำลงเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้น้ำมันลินซีดอีพอกไซด์เป็นสารเชื่อมประสาน

0010-01-01T00:00:00Z