A study of the effect of compatibilisers on toughening of polypropylene/scrap rubber dust compounds
2
Issued Date
1997
Copyright Date
1997
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xvi, 158 leaves : ill. (some col.)
Access Rights
open access
Rights
ผลงานนี้เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล ขอสงวนไว้สำหรับเพื่อการศึกษาเท่านั้น ต้องอ้างอิงแหล่งที่มา ห้ามดัดแปลงเนื้อหา และห้ามนำไปใช้เพื่อการค้า
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (M.Sc. (Polymer Science))--Mahidol University, 1997
Suggested Citation
Thawan Laosee A study of the effect of compatibilisers on toughening of polypropylene/scrap rubber dust compounds. Thesis (M.Sc. (Polymer Science))--Mahidol University, 1997. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/123456789/103231
Title
A study of the effect of compatibilisers on toughening of polypropylene/scrap rubber dust compounds
Alternative Title(s)
การศึกษาผลของสารช่วยผสมต่อสมบัติความเหนียวในคอมเปาด์ของโพลีโพรฟิลีนกับเศษยาง
Author(s)
Abstract
The objective of this study was to try to reuse the scrap rubber dusts from sports shoe manufacture as fillers for polypropylene (PP) and to maintain the impact properties of PP. Two types of dusts were used, midsole (M, vulcanised EVA foam) and outsole (O, vulcanised rubber blend of NR SBR and BR). In this study, utilization of a third component called a compatibiliser to improve the compatibility of the mixture was investigated. Six compatibilisers used in this study were Styrene-butadiene-styrene (SBS), Styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS), Maleic anhydride grafted styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS-g-MA), Maleic anhydride grafted polyethylene (PE-g-MA), Maleic anhydride grafted polypropylene (PP-g-MA) and Glycidyl methacrylate grafted polypropylene (PP-g-GMA). Development of impact strength was found by using SEBS and SEBS-g-MA as the compatibiliser for both compounds filled with midsole and outsole dusts. The improvement was significant at 6 and 10 phr of the compatibiliser. Especially at 10 phr of the compatibiliser, the impact strength were improved 90 % for PP/M/SEBS, 68 % for PP/M/SEBS-g-MA, 63 % for PP/O/SEBS and 86 % for PP/O/SEBS-g MA. The tensile strength of each compound was slightly decreased when the compatibiliser loading increased whereas the elongation at break was significantly increased. In the PP/M/SEBS compound the elongation at break was improved 450 %. The enhancement of the impact strength and the elongation at break is believed to arise from reduction of interfacial tension between two phases of the rubber and the PP which results in reduction of the particle size of the fillers. The scanning electron microscope (SEM) showed the reduction of rubber dust into small rubber particle size of the compound. Some fibrils were observed from the SEM micrographs. From the results of the SEM it can be concluded that SEBS and SEBS-g-MA acted as both a compatibiliser and impact modifier for the PP/scrap rubber dust compounds. The crystallisation behaviour analyzed by differential scanning calorimeter (DSC) suggested that the PP-g-MA and PP-g-GMA acted as nucleating agents giving higher PP crystallisation temperatures whereas the SBS, SEBS, SEBS-g-MA and PE-g-MA acted as retarding agents giving lower crystallisation temperatures. The optical microscopy (crossed polars) observations suggested that the addition of scrap rubber dusts resulted in a less regular spherulite texture and less sharp spherulite boundaries. The crystalline texture showed that with PP-g-MA or PP-gGMA in the compound microspherulitic texture occurs whereas in the presence of SBS, SEBS, SEBS-g-MA and PE-g-MA the structure is still macrospherulitic.
วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อที่จะพยายามนำ เศษยางที่วัลคาไนซ์แล้วจากอุตสาหกรรมรองเท้ามาใช้ เป็นสารเติมแต่ง (filler) สำหรับโพลีโพรพิลีนและไม่ ทำให้การทนต่อแรงกระแทกของโพลีโพรพิลีนลดลง เศษยาง ที่ใช้มีทั้งหมด 2 ชนิด คือ เศษยางที่ได้จากพื้นรองเท้า ชั้นกลาง (เศษโฟมของ EVA ที่วัลคาไนซ์แล้ว) และเศษยาง ที่ได้จากพื้นรองเท้าชั้นนอก (เป็นเศษยางผสมระหว่าง NR, BR และ SBR ที่วัลคาไนซ์แล้ว) ในการศึกษาครั้งนี้ มีการใช้สารช่วยผสม (compatibiliser) เพื่อที่จะเพิ่ม ความเข้ากันได้ (compatibility) ของสารผสม สารช่วย ผสมที่ใช้ในการศึกษามีทั้งหมด 6 ชนิด คือ SBS, SEBS, SEBA-g-MA, PE-g-MA, PP-g-MA และ PP-g-GMA จากการเพิ่มของการทนต่อแรงกระแทกพบได้ในที่ใช้ SEBS และ SEBS-g-MA เป็นสารช่วยผสมทั้งในคอมเปาด์ ที่เติมเศษยางชั้นกลางและเศษยางชั้นนอก ซึ่งการเพิ่มของ การทนต่อแรงกระแทกจะเห็นเด่นชัดที่ 6 และ 10 phr ของสารช่วยผสม โดยเฉพาะที่ 10 phr ของสารช่วยผสม พบว่าค่าการทนต่อแรงกระแทกจะเพิ่มประมาณ 90 % สำหรับ PP/M/SEBS, 68 % สำหรับ PP/M/SEBS-g-MA, 63 % สำหรับ PP/O/SEBS และ 86 % สำหรับ PP/O/SEBS-g-MA ส่วนค่าความทนต่อแรงดึงของแต่ละคอมเปาด์ จะลดลงเล็กน้อย เมื่อปริมาณสารช่วยผสมเพิ่มขึ้นแต่ว่าค่าการยืดตัวที่จุด ขาดมีค่าเพิ่มขึ้น เช่นในคอมเปาด์ของ PP/M/SEBS ค่าการ ยืดตัวที่จุดขาดมีค่าเพิ่มขึ้น 450 % ซึ่งการเพิ่มของค่า การทนต่อแรงกระแทกและค่ายืดตัวที่จุดขาด เชื่อว่ามาจาก การลดลงของแรงตึงผิวที่ระหว่างเฟสของเศษยางกับโพลี โพรพิลีน เป็นผลให้ขนาดของเศษยางมีขนาดเล็กลง จากรูป SEM พบว่าขนาดของเศษยางจะเล็กลงเมื่อ ปริมาณ SEBS และ SEBS-g-MA เพิ่มขึ้น และมี fibril ที่เกิดจากการยืดตัวของยาง ซึ่งจากรูป SEM สามารถสรุปได้ ว่า SEBS และ SEBS-g-MA ทำหน้าที่เป็นสารช่วยผสมและ สารปรับปรุงการทนแรงกระแทกสำหรับคอมเปาด์ของโพลี โพรพิลีนกับเศษยาง ส่วนการเกิดผลึกของคอมเปาด์ศึกษาโดย ใช้ DSC ซึ่งแสดงให้เห็นว่า PP-g-MA และ PP-g-GMA จะเป็น nucleating agent ซึ่งทำให้เกิดการตกผลึกของ โพลีโพรพิลีนที่อุณหภูมิสูงขึ้น ส่วนกรณีของ SBS, SEBS, SEBS-g-MA และ PE-g-MA จะเป็น retarding agent ซึ่งทำให้โพลีโพรพิลีนตกผลึกที่อุณหภูมิที่ต่ำลง ในการ ศึกษาลักษณะผลึกด้วย optical microscope พบว่าเมื่อ เติมเศษยางลงไปทำให้ลักษณะผลึกเปลี่ยนไปและขอบเขต ของผลึกมีความคมน้อยลง ซึ่งในกรณีที่เติม PP-g-MA และ PP-g-GMA ในคอมเปาด์ผลึกจะเป็น microspherulitic แต่ในกรณีที่เติม SBS, SEBS, SEBS-g-MA และ PE-g-MA ผลึกจะยังคงเป็น macrospherulitic
วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อที่จะพยายามนำ เศษยางที่วัลคาไนซ์แล้วจากอุตสาหกรรมรองเท้ามาใช้ เป็นสารเติมแต่ง (filler) สำหรับโพลีโพรพิลีนและไม่ ทำให้การทนต่อแรงกระแทกของโพลีโพรพิลีนลดลง เศษยาง ที่ใช้มีทั้งหมด 2 ชนิด คือ เศษยางที่ได้จากพื้นรองเท้า ชั้นกลาง (เศษโฟมของ EVA ที่วัลคาไนซ์แล้ว) และเศษยาง ที่ได้จากพื้นรองเท้าชั้นนอก (เป็นเศษยางผสมระหว่าง NR, BR และ SBR ที่วัลคาไนซ์แล้ว) ในการศึกษาครั้งนี้ มีการใช้สารช่วยผสม (compatibiliser) เพื่อที่จะเพิ่ม ความเข้ากันได้ (compatibility) ของสารผสม สารช่วย ผสมที่ใช้ในการศึกษามีทั้งหมด 6 ชนิด คือ SBS, SEBS, SEBA-g-MA, PE-g-MA, PP-g-MA และ PP-g-GMA จากการเพิ่มของการทนต่อแรงกระแทกพบได้ในที่ใช้ SEBS และ SEBS-g-MA เป็นสารช่วยผสมทั้งในคอมเปาด์ ที่เติมเศษยางชั้นกลางและเศษยางชั้นนอก ซึ่งการเพิ่มของ การทนต่อแรงกระแทกจะเห็นเด่นชัดที่ 6 และ 10 phr ของสารช่วยผสม โดยเฉพาะที่ 10 phr ของสารช่วยผสม พบว่าค่าการทนต่อแรงกระแทกจะเพิ่มประมาณ 90 % สำหรับ PP/M/SEBS, 68 % สำหรับ PP/M/SEBS-g-MA, 63 % สำหรับ PP/O/SEBS และ 86 % สำหรับ PP/O/SEBS-g-MA ส่วนค่าความทนต่อแรงดึงของแต่ละคอมเปาด์ จะลดลงเล็กน้อย เมื่อปริมาณสารช่วยผสมเพิ่มขึ้นแต่ว่าค่าการยืดตัวที่จุด ขาดมีค่าเพิ่มขึ้น เช่นในคอมเปาด์ของ PP/M/SEBS ค่าการ ยืดตัวที่จุดขาดมีค่าเพิ่มขึ้น 450 % ซึ่งการเพิ่มของค่า การทนต่อแรงกระแทกและค่ายืดตัวที่จุดขาด เชื่อว่ามาจาก การลดลงของแรงตึงผิวที่ระหว่างเฟสของเศษยางกับโพลี โพรพิลีน เป็นผลให้ขนาดของเศษยางมีขนาดเล็กลง จากรูป SEM พบว่าขนาดของเศษยางจะเล็กลงเมื่อ ปริมาณ SEBS และ SEBS-g-MA เพิ่มขึ้น และมี fibril ที่เกิดจากการยืดตัวของยาง ซึ่งจากรูป SEM สามารถสรุปได้ ว่า SEBS และ SEBS-g-MA ทำหน้าที่เป็นสารช่วยผสมและ สารปรับปรุงการทนแรงกระแทกสำหรับคอมเปาด์ของโพลี โพรพิลีนกับเศษยาง ส่วนการเกิดผลึกของคอมเปาด์ศึกษาโดย ใช้ DSC ซึ่งแสดงให้เห็นว่า PP-g-MA และ PP-g-GMA จะเป็น nucleating agent ซึ่งทำให้เกิดการตกผลึกของ โพลีโพรพิลีนที่อุณหภูมิสูงขึ้น ส่วนกรณีของ SBS, SEBS, SEBS-g-MA และ PE-g-MA จะเป็น retarding agent ซึ่งทำให้โพลีโพรพิลีนตกผลึกที่อุณหภูมิที่ต่ำลง ในการ ศึกษาลักษณะผลึกด้วย optical microscope พบว่าเมื่อ เติมเศษยางลงไปทำให้ลักษณะผลึกเปลี่ยนไปและขอบเขต ของผลึกมีความคมน้อยลง ซึ่งในกรณีที่เติม PP-g-MA และ PP-g-GMA ในคอมเปาด์ผลึกจะเป็น microspherulitic แต่ในกรณีที่เติม SBS, SEBS, SEBS-g-MA และ PE-g-MA ผลึกจะยังคงเป็น macrospherulitic
Description
Polymer Science (Mahidol University 1997)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's degree
Degree Department
Faculty of Science
Degree Discipline
Polymer Science
Degree Grantor(s)
Mahidol University