Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/68264
Title: Catalytic reactive extrusion of ethylene(vinyl acetate)-g-polylactide bioplastic
Other Titles: การผลิตพลาสติกชีวภาพของพอลิเมอร์ร่วมชนิดกึ่งระหว่างเอธทิลีน ไวนิลอะซิเตทกับพอลิแลกไทด์ด้วยกระบวนการอัดรีดแบบเกิดปฏิกริยาภายใน
Authors: Busayarat Pattanaponganun
Advisors: Rathanawan Magaraphan
Other author: Chulalongkorn University. Petroleum and Petrochemical College
Issue Date: 2010
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Graft copolymerization of polylactide (PLA) onto ethylene (Vinyl acetate) (EVA) by catalytic reactive extrusion in an intermeshing co-rotating twin-screw extruder is the preferable route to enhance the processibility of PLA, with catalyst ratios of 0.1, 0.3, and 0.5% wt, the optimum amount of catalyst giving the highest conversion was studied. Transesterification reaction of EVA was done in a twin-screw extruder at various screw speeds (10, 20, 30, and 40 rpm) with the presence of dibutyl tin dilaurate (DBTL) catalyst prior to reaction with PLA. The results from FTIR and DMA suggested that the lower the screw speed the higher the conversion. Therefore, the modified EVA at the screw speed of 10 rpm was selected to react with PLA. Graft copolymerization of PLA onto EVA main chains, the ratio of EVA: PLA was 40: 60, was bone inside the twin-screw extruder with the help of Sn(Oct)2 catalyst at various catalyst contents (0.1, 0.3, and 0.5%wt) and at screw speeds of 30 and 40 rpm. The results from TGA, DSC and tensile testing suggested that the suitable amount of catalyst producing EVA-g-PLA was 0.3%wt. However, phase separation can be seen for any condition except the EVA-g-PLA produced at 30 rpm with 0.3%wt, which showed the finest dispersion. Therefore, lactide monomer was introduced into the system as an initiator for grafting reaction. However, phase separation were highly pronounced when LA was introduced to the system at screw speeds of 30 and 40 rpm. Moreover, the modular twin-screw extruder (SHJ-36, Nanjing Giant Machinery Co., Ltd.) with five mixing zones was used as a reactor at screw speed of 150 rpm, in order to improve melt mixing of those two phases. SEM images than again showed phase separation, where the finest dispersion presented at EVA-g-PLA produced in two-component system (without LA) with 0.3%wt of Sn(Oct)2.
Other Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการผลิตพลาสติกชีวภาพจากพอลิเมอร์ร่วมชนิดกิ่งระหว่างเอทธิลีนไวนิลอะซิ เตทกับพอลิแลกไทด์ (EVA-g-PLA) โดยอาศัยการเกิดปฎิกริยาภายในเครื่องอัดรีดแบบเกลียวหนอนคู่ (catalytic reactive extrusion) ด้วยตัวเร่งปฎิกริยา ศึกษาปริมาณของตัวเร่งที่เหมาะสม (0.1, 0.3 และ 0.5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก) ที่ทำให้เกิดปฎิกริยาได้ EVA-g-PLA มากที่สุด หมู่ไวนิลอะซิเดทบนสยโซ่ของเอธทิลีนไวนิลอะซิเตทได้ถูกเปลี่ยนให้เป็นหมู่ไฮดรอกซิลก่อนทำปฎิกริยากับพอลิแลกไทด์ ด้วยปฎิกริยาทรานสเอสเทอร์ (Transesterification) ภายในเครื่องอัดรีดแบบเกลียว หนอนคู่ ที่ความเร็วรอบต่างๆ (10, 20, 30 และ 40 รอบต่อนาที) โดยนำปฎิกริยากับโดเดกซิลแอลกอฮอล์ (I-Dodecanol) ซึ่งเป็นแอลกอฮอล์สายโซ่ตรง และมีไดบิวทิลทินไดลอเรท (DBTDL) เป็นตัวเร่งปฎิกริยา ผลการวิเคราะห์ทางเคมีด้วยเทคนิค FTIR และผลการวิเคราะห์สมบัติเชิงกลแบบพลวัต (Dynamic Mechanical Analysis, DMA) ระบุว่าที่ความเร็วรอบต่ำจะเกิดปฎิกริยาทรานสเอสเทอร์สูง ดังนั้นจึงเลือกเอธทิลีนไวนิลอะซิเตทที่เกิดปฎิกริยาทรานสเอสเทอร์ (modified EVA) ที่ความเร็วรอบ 10 รอบต่อนาที เพื่อมาทำปฎิกริยากับพอลิแลกไทด์ ปฎิกริยาการสังเคราะห์พอลิเมอร์ร่วมชนิดกิ่งระหว่างเอทธิลีนไวนิลอะซิเตทกับพอลิแลกไทด์ภายในเครื่องอัดรีดแบบเกลียวหนอนคู่ อัตราส่วนโดยน้ำหนักของเอทธิลีนไวนิลอะซิเตทต่อพอลิแลกไทด์คิดเป็น 40:60 โดยใช้ Sn(Oct)2 เป็นตัวเร่งปฎิกริยาที่อัตราส่วน 0.1, 0.3 และ 0.5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ทำปฎิกิริยา ที่ความเร็วรอบ 30 และ 40 รอบต่อนาที ผลการวิเคราะห์ทางความร้อนด้วย TGA และ DSC ผลการทดสอบ สมบัติเชิงกล และสัณฐานวิทยา สามารถกล่าวได้ว่าปริมาณของตัวเร่งที่เหมาะสมในการเตรียม EVA-g-PLA คือ 0.3 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักแต่มีการแยกเฟสเกิดขึ้นกับชิ้นงานจากทุกสภาวะการผสม ยกเว้นที่ความเร็วรอบ 30 รอบต่อนาทีและมีตัวเร่งปฎิกริยา 0.3 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ซึ่งวัฏภาคกระจายมีขนาดเล็กที่สุด จึงได้มีการ เติมแลกไทด์มอนอเมอร์ลงไปทำหน้าที่เป็นตัวริเริ่มปฎิกริยา แต่กลับส่งผลให้เกิดการแยกเฟสอย่างชัดเจนขึ้น ดังนั้นจึงทำการสังเคราะห์ EVA-g-PLA ในเครื่องอัดรีดแบบเกลียวหนอนคู่ที่มีส่วนสำหรับผสม 5 ส่วนโดยใช้ ความเร็วรอบ 150 รอบต่อนาทีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผสม ผลการวิเคราะห์ระบุว่ายังคงมีการแยกเฟสเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม EVA-g-PLA ที่ไม่เติมแลกไทด์มอนอเมอร์ ใช้ตัวเร่งปฎิบัติกริยา 0.3 เปอร์เซ็นต์โดย น้ำหนักและความเร็วรอบ 150 รอบต่อนาที มีวัฏภาคกระจายขนาดเล็กที่สุด
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2010
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Polymer Science
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/68264
Type: Thesis
Appears in Collections:Petro - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Busayarat_pa_front_p.pdf963.6 kBAdobe PDFView/Open
Busayarat_pa_ch1_p.pdf615.42 kBAdobe PDFView/Open
Busayarat_pa_ch2_p.pdf913.67 kBAdobe PDFView/Open
Busayarat_pa_ch3_p.pdf885.85 kBAdobe PDFView/Open
Busayarat_pa_ch4_p.pdf1.17 MBAdobe PDFView/Open
Busayarat_pa_ch5_p.pdf1.42 MBAdobe PDFView/Open
Busayarat_pa_ch6_p.pdf2.14 MBAdobe PDFView/Open
Busayarat_pa_ch7_p.pdf630.33 kBAdobe PDFView/Open
Busayarat_pa_back_p.pdf2.82 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.