พฤติกรรมการตกผลึกและสมบัติเชิงความร้อนของพอลิแลคติกแอซิตด้วยสารก่อผลึกร่วมระหว่างพอลิดีแลคติกแอซิตและสารประกอบเอไมด์

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาและปรับปรุงปริมาณผลึกและอัตราการตกผลึกของ PLLA โดยการเติมสารก่อผลึก ซึ่งจะเปรียบเทียบระหว่างสารก่อผลึกที่สังเคราะห์ คือ N'N ethylenebis(10-undecanamide) หรือ EBU โดยสังเคราะห์ตามวิธีการของ Brennen, D.J. [1] และสารก่อผลึกที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ คือ Tetramethylenedicarboxyic dibenzoythydrazide หรือ TMC-306 ในปริมาณการเติมที่ 0.5%wt. และเปรียบเทียบกับผลของการเติม PDLA ที่ปริมาณ 3,5 และ 7%wt.จากการศึกษาด้วยเทคนิค DSC พบว่าการเติม EBU ร่วมกับเปอร์ออกไซด์ที่ปริมาณ 0.075 phr จะทำให้ปริมาณผลึกของ PLLA มีค่าเพิ่มสูงขึ้นจาก 0.73% เป็น 22.03% อีกทั้งยังทำให้ความเร็วในการตก ผลึกมีค่าเพิ่มสูงขึ้น และมีประสิทธิภาพของการเป็น nucleator ที่ดีที่สุด โดยมีค่าอยู่ที่ 59.7% เนื่องจากในการเติม EBU ร่วมกับเปอร์ออกไซด์จะทำให้เกิดปฏิกิริยาการเชื่อมขวางทางเคมีเกิดขึ้นบางส่วน ซึ่งทำให้ขนาดของโมเลกุลมีขนาดใหญ่ขึ้น อีกทั้งในการศึกษาลักษณะโครงสร้างผลึกที่เกิดขึ้น พบว่า จะพบโครงสร้างผลึกแบบ homo-crystal เมื่อมีการเติม EBU และ TMC-306 แต่ในการเติม PDLA จะพบว่าจะเกิดโครงสร้างผลึกแบบ stereocomplex เกิดขึ้นทำให้สมบัติเชิงกลของ PLLA มีค่าที่เพิ่มสูงขึ้น จากนั้นจึงศึกษาผลของการเติม PDLA ร่วมกับสารก่อผลึกชนิดอื่น ๆ พบว่าเมื่อศึกษาผลของการเติมสารก่อผลึกร่วม การเติม PDLA ร่วมกับ EBU และสารประกอบเปอร์ออกไซด์จะทำให้สมบัติการไหลมีการเปลี่ยนแปลง โดยจะทำให้ค่า complex viscosity และ storage modulus มีค่าเพิ่มขึ้น อีกทั้งจะมีปริมาณผลึกและมีประสิทธิภาพของการเป็น nucleator ที่เพิ่มมากขึ้น แต่จะมีค่าลดลงเมื่อมีปริมาณของ PDLA ที่สูงมากขึ้น เนื่องมาจากในการเติม PDLA นั้นจะทำให้หน้าที่คล้าย physical crosslink ซึ่งหากมีปริมาณมากจะขัดขวางการเกิดผลึกของ PLLA ทำให้การจัดเรียงตัวในการเกิดเป็นผลึกที่สมบูรณ์เกิดได้ช้าลง และเมื่อศึกษาลักษณะโครงสร้างผลึกพบว่าจะเกิดโครงสร้างผลึกทั้งแบบ homo-crystal และ stereocomplex ร่วมกัน แสดงให้เห็นว่าการเติม EBU และPDLA ร่วมกันจะช่วยปรับปรุงสมบัติการตกผลึกและสมบัติเชิงกลของ PLLA ได้