Polypropylene (pp) Blend (intro)

Polypropylene (PP) Polypropylene (PP) is a widely used thermoplastic material due to;  Its excellent mechanical performances  Easy-getting monomer.

However, the shortcoming of brittleness at lowethylene/propylene copolymer (EPR) temperature limits its application he impact strength of PP with acceptable loss of stiffne

พอลิเมอร์ผสม วัสดุทีท ่ ำำมำจำกพอลิเมอร์ส่วนใหญ่ มักจะไม่ได้มำ จำกพอลิเมอร์ล้วนๆ แต่มักจะมีกำรผสมกับสำรเติม แต่ง (Additive) หรือผสมกับพอลิเมอร์ชนิดอืน ่ ๆ เพือ ่ ให้ได้สมบัตท ิ ีก ่ ว้ำงขึน ้ และสำมำรถนำำไปใช้งำนได้ กว้ำงขึน ้ พอลิเมอร์ผสม (Polymer blend) โครงสร้ำงแบบทีม ่ ีสำยโซ่โมเลกุลของพอลิเมอร์ มำกกว่ำหนึง่ ชนิดมำอย่ร ่ วมกัน และระหว่ำงโมเลกุล ของพอลิเมอร์สองชนิดมักจะเชือ ่ มต่อกันโดยแรงทำง ฟิ สิกส์ มำกกว่ำทีจ ่ ะเป็ นพันธะทำงเคมี (ยกเว้นบำง กรณีทีม ่ ีปฏิกิริยำระหว่ำงโมเลกุลตรงรอยต่อระหว่ำง เฟส)

กำรทำำพอลิเมอร์ผสม คือกำรปรับปรุงคุณสมบัติบำง ประกำรของพอลิเมอร์ทีม ่ ีอย่แ ่ ล้วให้ดย ี งิ ่ ขึน ้ เพือ ่ ตอบ สนองต่อเงือ ่ นไขของสภำวะในกำรใช้งำน โดยนำำไป ผสมกับพอลิเมอร์ทีม ่ ีสมบัติตำมทีต ่ ้องกำร เช่น ต้องกำรปรับปรุงสมบัติดำ ้ นควำมเหนียวใน Polystyrene ในกำรผสมเข้ำกับยำง หรือทีร ่ ้่จักในชือ ่ ของ HIPS (High Impact Polystyrene) พอลิเมอร์ผสมบำงกรณีเป็ นกำรทำำเพือ ่ ลดปริมำณ กำรใช้พอลิเมอร์ทม ี ่ ีคุณสมบัติดแ ี ต่รำคำแพง โดย กำรผสมกับพอลิเมอร์ทีเ่ ข้ำกันได้แต่มีรำคำถ่กกว่ำ โดยทีส ่ มบัติเด่นของพอลิเมอร์ตัวแรกอำจจะลดลงไป บ้ำงแต่อย่ใ่ นเกณฑ์ทย ี ่ อมรับได้ในกำรใช้งำน

ชนิดพอลิเมอร์ผสมทีน ่ ิยมใช้ทางการ ค้า

จำกตำรำงจะเห็นได้วำ ่ มีกำรนำำพอลิเมอร์ผสมไปใช้ ในเชิงกำรค้ำเป็ นจำำนวนมำก เช่น พอลิเมอร์ผสมระหว่ำง Nitrile Rubber, NBR กับ Poly(vinyl chloride), PVC ทีอ ่ ัตรำส่วนผสม 23ถึง 43% ของ NBR พอลิเมอร์ผสมค่่นีจ ้ ัดอย่ใ่ นประเภท Miscible โดย เป็ นกำรรวมเอำสมบัติเด่นของ PVC คือ ควำมแข็ง เข้ำกับสมบัติเด่นของ NBR คือ ควำมสำมำรถในกำรยืดตัวได้มำก เริม ่ ใช้เชิงกำรค้ำตัง้ แต่ปี ค.ศ. 1940 โดยนำำไปทำำ ผลิตภัณฑ์หลำยๆ ด้ำน เช่น ล่กล้อในเครือ ่ งพิมพ์ ปะเก็น(Gaskets) ท่อนำำ ้ มัน ปลอกห้ม ุ สำยไฟ และ

ระโยชน์ของการทำาพอลิเมอร์ผสม ่ ปรับปรุงให้พอลิเมอร์มีสมบัติทีด ่ ีขึน ้ ในรำคำทีเ่ หมำะสม • เพือ ่ คุณสมบัติในกำรต้ำนทำนแรงกระแทกและกำรทนทำนต่อสภำพดินฟ้ำ • เพิม อำกำศ (Weathering resistance) ่ ีรำคำแพง • กำรขยำยขีดควำมสำมำรถในกำรนำำไปใช้ประโยชน์ของพอลิเมอร์ทีม • กำรนำำพลำสติกทีใ่ ช้แล้วหรือเศษพลำสติกกลับมำใช้ใหม่ให้เป็ นประโยชน์ ่ สร้ำงวัสดุให้มีเอกลักษณ์พิเศษทีเ่ หมำะสม สำมำรถนำำไปแปรร่ปเป็ น • เพือ ผลิตภัณฑ์ต่ำงๆ ได้

การแบ่งประเภทของพอลิเมอร์ผสม

พอลิเมอร์ผสมแบ่งได้เป็ น 2 ชนิดค • พอลิเมอร์ผสมทีล ่ ะลำยเข้ำเป็ นเนือ ้ เดียวกัน(Miscible blend) • พอลิเมอร์ผสมแบบแยกเฟส (Immiscible blend) ในส่วนของ Miscible blend สำมำรถแบ่งย่อยได้เป็ น 2 แบบ คือ Homogeneous ซึง่ เป็ นพอลิเมอร์ชนิดเดียวกัน

โดยสมบัติของพอลิเมอร์ผสมแบบ Miscible มักจะอย่่ กลำงๆ ระหว่ำงสมบัตข ิ องสำรตัง้ ต้น ดังร่ป เช่น ค่ำ Tg ของพอลิเมอร์ผสมแบบ Miscible จะอย่ต ่ รงกลำง ระหว่ำงค่ำ Tg เดิมของพอลิเมอร์ทน ี ่ ำำมำผสมและ สำมำรถทำำนำยค่ำได้โดย Rule of Mixture ดัง สมกำรข้ำงล่ำง

ส่วนพอลิเมอร์ผสมแบบ Immiscible จะมีโครงสร้ำง แบบแยกเฟสซึง่ เกิดจำกกำรทีพ ่ อลิ เมอร์ทไี ่ ม่ละลำยเป็ นเนือ ้ เดียวกัน ซึง่ แบ่งย่อยได้เป็ น 2 ชนิด คือ • Compatible blend มีกำรยึด เกำะทีเ่ หนียวแน่นระหว่ำงเฟส • Incompatible blend ไม่มีกำรยึด เกำะระหว่ำงเฟสทีด ่ ี ซึง่ จะมีสมบัตท ิ ำงกลทีต ่ ำ่ำแต่กำรยึดเกำะและสมบัติ ทำงกลของพอลิเมอร์ผสมดังกล่ำว สำมำรถปรับปรุง ให้ดข ี ึน ้ ได้โดนกำรเติมสำรช่วยผสม (Compatibilizer หรือ Coupling agent) ลงไป

พอลิเมอร์ผสมทีม ่ ีโครงสร้ำงแบบแยกเฟส (Immiscible blend) จะมีสมบัติอย่ำงไรนัน ้ ขึน ้ อย่ก ่ ับว่ำ โครงสร้ำงของพอลิเมอร์ผสมมีพอลิเมอร์ชนิดไหนเป็ น หลัก หรือเป็ นเฟสทีม ่ ีปริมำณมำกกว่ำ ดังร่ป ตัวแปรหลักทีก ่ ำำหนดว่ำพอลิเมอร์ใด เป็ นเฟสต่อเนือ ่ ง (Matrix) คือสัดส่วนในการผสมและ สัดส่วนของความหนืด โดยทัว ่ ไปพอลิเมอร์ตว ั ทีม ่ ี ปริมำณมำกกว่ำจะมีโอกำสเกิดเป็ นMatrix ได้มำกกว่ำ และพอลิเมอร์ชนิดทีม ่ ีควำมหนืดน้อยกว่ำ ก็จะมี โอกำสเป็ น Matrix ได้มำกกว่ำเช่นกัน

รูปความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติทว ั่ ไปกับสัดส่วนผสมของพอลิ

PP/EPR in-reactor alloy without further blending process has drawn more and more attention in rec ent years This kind of alloy is now produced in a scale of millions of tons per year by

polymerization process that is mainly composed of two : Propylene homopolymerization : Tandem ethylene/propylene copolymerization

ctor alloys show much higher impact strength than simp ith EPR at the same composition. r important reason for its predominance over the mecha

tor alloy presents a multi-phase physical structure: matrix (continuous phase) dispersed phase, acting as the toughening agent.

opolymer fractions exist in PP/EP in-reactor alloys.

act as the compatiblizer. s are believed to be miscible with both PP and EPR c se the size of the dispersed EPR phase he toughness of alloy.

e microstructure of ethylene/propylene copolymer in PP fluences on the mechanical and physical performance o

Development of Ziegler–Natta catalysts in the 1950s, intensive efforts have been devoted to stu dies of ethylene/propylene copolymerization by titanium-based heterogeneous catalysts, including TiCl3/AlR3 systems and supported Ti/Mg systems. Comparing to EPR synthesized with homogeneous catalyst systems (VOCl3–Al2Et3Cl3), a common fe ature of the copolymers produced with heterogene ous catalysts theirofextremely broad composition Mixture of two istypes copolymers: •distribution Random ethylene–propylene copolymers • Blocky (or segmented) mposition distribution is dependent to a large extent on copolymers. perating conditions of the copolymerization.

To enhance its role as compatibilizer between PP and ethylene–propylene random copolymer in a PP/EPR in-reactor alloy, it is necessary to system atically study ethylene–propylene copolymerization with th e same catalysts that will be used to synthesize t he alloy. In a previous work found that amount of the seg mented copolymer fraction in EPR synthesized by supported Ti catalysts is strongly influenced by th e type of cocatalyst. In this study, the effects of cocatalyst on composition distribution and chain structure of EP R synthesized by a MgCl2/SiO2/TiCl4/diester type