กราฟโคพอลิเมอร์2

การนาเสนองานวจิ ยั เรอื่ ง กราฟตโ์ คพอลเิ มอรข์ องยางธรรมชาตกิ บั พอลสิ ไตรนี รายวชิ าโครงงานวทิ ยาศาสตร ์รหสั ว 23291 นาเสนอโดย ด.ช. วรากร อนิ ทมสุ กิ ม.3/1 เลขที่ 5 ด.ช. พลทตั แอสซาด ม.3/1 เลขที่ 6 ด.ช. กติ ตกิ วนิ ดวงปาโคตร ม.3/1 เลขที่ 11



ท่มี าและความสาคญั - ยางธรรมชาติ (ยางพารา : Natural Rubber - NR) เปน็ วสั ดุพอลเิ มอรท์ ่ี ณ อุณหภูมหิ ้องจะแสดงสถานะอสัณฐาน - ความเปน็ อสณั ฐานทาให้ยางธรรมชาติมีลกั ษณะหยนุ่ เหมาะแกก่ ารนาไปทาเป็นวสั ดรุ บั แรงกระแทก

- แตย่ างธรรมชาติจะมคี วามคงตัวตา่ เสยี รปู ได้ง่ายเนอ่ื งจาก โครงสรา้ งของสายโซ่พอลิเมอร์ที่มีความยดื หยุ่นสูง - จงึ เกิดแนวคดิ ในการนาพอลเิ มอรส์ งั เคราะหช์ นิดพอลิสไตรนี มาเพม่ิ คณุ สมบตั ใิ ห้กับยางธรรมชาติ เพอื่ นาไปใชง้ านได้ดีขน้ึ - เนื่องจากพอลสิ ไตรนี มโี ครงสร้างสายโซ่ทม่ี ีความแขง็ แรง

วัตถปุ ระสงค์การวจิ ยั 1. เพือ่ ปรบั ปรุงสมบตั ขิ องยางธรรมชาติโดยใช้ กระบวนการกราฟต์โคพอลิเมอไรเซชันของยาง ธรรมชาติกบั พอลีสไตลีน

ขอบเขตการวจิ ยั ➢ ศกึ ษาการสังเคราะห์อนภุ าคเชงิ ประกอบของ ยางธรรมชาตกิ ับสไตรีนโดยใช้ตวั เร่ิมต้น ปฏกิ ริ ิยา 2 ชนดิ ได้แก่ ตัวเรม่ิ ตน้ ปฏกิ ริ ิยา แบบแตกตวั ดว้ ยความร้อน และตัวเรมิ่ ต้น ปฏกิ ริ ิยาแบบรดี อกซ์

วธิ กี ารดาเนินการ สารเคมแี ละอปุ กรณ์ 1. ยางธรรมชาติ ในรูปแบบน้ายางเขม้ ข้น (Latex) 2. สไตรีนมอนอเมอร์ (ในรปู แบบสารละลาย) 3. ตัวเรมิ่ ต้นปฏิกิริยาแบบแตกตวั ด้วยความร้อน ใชโ้ พแทสเซยี มเปอรซ์ ลั เฟต 4. ตัวเริม่ ตน้ ปฏิกริ ยิ าแบบรดี อกซ์ ใช้ เทอรส์ -บวิ ทิล ไฮโดรเปอร์ออกไซด์ และ เตตระเอทิลนี เพนทามนี

ข้ันตอนการทดลอง ทาการทดลองใน 2 ระบบคอื 1. ใช้ตวั เริม่ ตน้ ปฏิกริ ิยาแบบแตกตัวดว้ ย ความรอ้ น 2. ใชต้ ัวเริ่มต้นปฏกิ ิรยิ าแบบรีดอ็ กซ์

การทดลองท่ี 1 ใชต้ ัวเริม่ ตน้ ปฏิกิริยาแบบแตกตัวด้วยความร้อน • เติมน้ายางธรรมชาติ นา้ ปราศจากไอออน สาร อิมัลซไิ ฟเออร์ บัพเฟอร์ และสไตรีนมอนอเมอร์ ลงในขวดก้นกลม 2 คอ ขนาด 250 mL ใหข้ อง ผสมอยู่ภายใตบ้ รรยากาศไนโตรเจนเปน็ เวลา 12 ช่วั โมงที่อณุ หภูมหิ อ้ ง พรอ้ มทาการกวน ตลอดเวลา

การทดลองที่ 2 ใชต้ วั เรมิ่ ตน้ ปฏกิ ริ ิยาแบบรดี อ็ กซ์ • เรมิ่ ตน้ โดยเติมนา้ ยางธรรมชาติ นา้ ปราศจาก ไอออน สารอมิ ลั ซิไฟเออร์ บัฟเฟอรแ์ ละสไตรนี มอนอเมอรล์ งในขวดก้นกลม หลังจากนนั้ คอ่ ย ๆ หยดสารละลาย t-BHP ใช้เวลาหยด ประมาณ 30 นาที แลว้ กวนของผสมตอ่ เนอื่ งเปน็ เวลา 12 ชวั่ โมงที่ อุณหภูมหิ ้องภายใต้บรรยากาศไนโตรเจน

• หลังจากนัน้ ทาการเร่มิ ต้นปฏกิ ริ ยิ าโดยการหยด สารละลายเตตระเอทิลนี เพนทามีนลงไป แลว้ ให้ ความรอ้ นไปที่ 50 องศาเซลเชียส และปลอ่ ยให้ ปฏิกริ ิยาดาเนินไปเป็นเวลา 12 ช่วั โมง ภายใต้ บรรยากาศไนโตรเจน นาไปพสิ จู น์ ได้สารผลติ ภัณฑ์ เป็น โคพอลิเมอร์ เอกลกั ษณ์ดว้ ย FT-IR ระหว่างยางธรรมชาติกับพอลสิ ไตรีน



ผลการทดลอง ได้สารผลิตภัณฑ์ เป็น โคพอลิเมอร์ นาไปพิสูจน์ ระหว่างยางธรรมชาตกิ บั พอลิสไตรีน เอกลักษณ์ด้วย FT-IR นาสารท่ีได้ไปสกดั เอายาง ทาการสกดั เป็น ธรรมชาติ และพอลิสไตรนี เวลา 48 ชัว่ โมง ที่ไม่เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าออก ด้วยตัวทาละลาย



สรปุ ผลการทดลอง • กราฟตโ์ คพอลเิ มอรข์ องพอสิสไตรีนกบั ยางธรรมชาติสามารถ สงั เคราะห์ใดโ้ ดยใชก้ ระบวนการ อิมัลชนั พอลเิ มอรไ์ รเชชนั • โดยใช้ตัวเริ่มต้นปฏิกริ ยิ า ใช้ไดท้ ้ังแบบแตกตัวด้วยความรอ้ น และตวั เรม่ิ ตน้ ปฏกิ ิรยิ า แบบรดี ็อกซ์ • จะไดผ้ ลิตภัณฑ์เปน็ ยางท่ียืดหยุ่นได้ดอี ยภู่ ายในและหอ่ หมุ้ ด้วย พอลสิ ไตรนี ทีแ่ ขง็ กว่าอยู่ภายนอก • นาไปพสิ ูจน์เอกลกั ษณไ์ ด้ด้วยเทคนิค FT-IR

สรุปผลการทดลอง • การทดสอบการสลายตัวของกราฟต์โคพอลเิ มอร์โดย เทคนิค TG พบวา่ อณุ หภูมกิ ารสลายตัวของกราฟต์ โคพอลเิ มอรม์ ีค่า เพมิ่ สงู ขึน้ นน่ั คือทนทานมากขนึ้ • ซึง่ หมายความวา่ โคพอลิเมอรท์ ีส่ ังเคราะห์ได้นส้ี ามารถชว่ ยเพ่มิ สมบัตกิ ารนาไปใช้งานไดด้ ียง่ิ ข้ึนสาหรับวสั ดุเครือ่ งใช้ตา่ งๆ ใน ชีวิตประจาวัน

อา้ งองิ • เจรญิ นาคะสรรค์ อาชซี ัน แกสมาน และ นิกร ยิ้มวัลย์. 2543. การเตรยี มกราฟตโ์ คพอลเิ มอรข์ องนา้ ยาง ธรรมชาตโิ ปรตนี ตา่ และน้ายางข้นชนดิ แอมโมเนียสงู ดว้ ยเมทลิ เมทาครเิ ลต. ว.สงขลานครินทร์ วทท. 22(4): 467-476. • ปรชี า สุนทรเรืองยศ. 2542. การกราฟต์สไตรีนและเมทิลเมทาคริเลตบนยางธรรมชาติในกระบวนการอมี ลั ชันแบบกะและกึง่ กะ. วทิ ยานิพนธป์ ริญญามหาบัณฑติ สาขาเคมีเทคนิค บัณฑิตวทิ ยาลยั จุฬาลงกรณ์ มหาวทิ ยาลยั . • Abdullah, A. H., Adom, A.H., Shakaff, A. Y. Md., Ahmad, M. N., Zakaria, A., Fikri, N. A., & Omar, O. (2011). An electronic nose system for aromatic rice classification. Sensor Letters, 9(2), 850-855(6). • Abraham, M. J., Van der Spoel, D., Lindahl, E., Hess, B., & the GROMACS development team. (2018). Radial distribution functions. In GROMACS User Manual version 2016 (pp 196-198). • www.gromacs.org. • Boonstra, B. B. (1973). Filler review: Carbon Black and Nonblack. Rubber Technology. New York:Van Nostrand Reinhold.