การไฮโดรจิเนชั่นยางธรรมชาติอิพอกไซด์

Abstract

การไฮโดริจเนชั่นยางธรรมชาติเป็นเทคนิคสำคัญในการปรับปรุงสมบัติของยางเช่น การทนต่อการเสื่อมสภาพและการใช้งานที่อุณหภูมิสูงๆ วิธีการไฮโดรจิเนชั่นมีการนำไปใช้กับไดอีนอีลาสโตเมอร์โดยการเปลี่ยนโพลิเมอร์ประเภทไม่อิ่มตัวให้เป็นประเภทอิ่มตัวโดยใช้ประเภทไม่อิ่มตัวให้เป็นโพลิเมอร์ประเภทอิ่มตัวโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบโฮมิจเนียสและเฮทเทอโรจิเนียสอย่างไรก็ตามการไฮโดรจิเนชั่นของยางที่มีหมู่ฟังก์ชั่นเช่น ยางธรรมชาติอิพอกไซด์ นั้นทำได้ค่อนข้างยากเนื่องจากหมู่ฟังก์ชั่นจะรบกวนหรือขัดขวางในขณะเกิดปฏิกิริยา ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมยางธรรมชาติไฮโดรจิเนตเทตจากยางธรรมชาติอิพอกไซด์ในงานวิจันนี้ยางธรรมชาติโปรตีนต่ำ (Deprotenized Natural Rubber, DPNR) จะถูกนำมาอิพอกซิเดชั่นด้วยกรดฟอร์มิกและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้เป็นยางธรรมชาติอิพอกไซด์ได้เป็นยางธรรมชาติอิพอกไซด์โปรตีนต่ำ (Epoxidized DPNR, EDPNR) จากนั้นนำมาไฮโดรจิเนชั่นในอุปกรณ์ทำปฏิกิริยาที่ทนแรงดันสูง (High Pressure Autoclave) โดยการอัดก๊าซไฮโดรจิเนตเทตที่มีหมู่อิพอกไซด์ (Hydrogenated EDPNR, H-EDPNR) จะทำการวิเคราะห์ถึงความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและสมบัติของยางธรรมชาติไฮโดรจิเนตเทต (Hydrogenated natural rubber, HNR) กับ H-EDPNR โดยใช้ FTIR spectroscopy, H-NMR spectroscopy, DSC และ TGA ปริมาณของการไฮโดรจิเนชั่นขึ้นอยู่กับเวลาในการทำปฏิกิริยา อุณหภูมิ และปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยา จากการศึกษาพบว่าจำนวนหมู่อิพอกไซด์ของยาง EDPNR คงที่หลังจากทำปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชั่น และในการศึกษานี้จะทำการเปรียบเทียบปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชั่นของยางธรรมชาติอิพอกไซด์กับยางธรรมชาติที่ไม่มีหมู่อิพอกไซด์

Hydrogenation of natural rubber (NR) is an important technique to improve properties of the rubber. i.e. good aging resistance and high temperature usage. This has been carried out in diene elastomer by conversion of an unsaturated polymer to a saturated polymer using homogeneous and heterogeneous catalyst. However. hydrogenation of functionalized rubbers such as epoxidized NR, is quite difficult due to the functional groups interfere during the reaction. Thus. it is necessary to investigate the condition to prepare the hydrogenated rubber from ENR. In the present work. natural rubber which was deproteinized with proteolytic enzyme. was epoxidized in latex state with formic acid and hydrogen peroxide was hydrogenated in high-pressure autoclave with hydrogen gas in the presence of catalyst. The relationship between structure and properties of resulting hydrogenated NR (HNR) and epoxidized NR (HEDNR) are investigated. The hydrogenated rubber product was characterized by FTIR spectroscopy . H-MR spectroscopy, DSC and TGA. The extent of hydrogenation was dependent upon reaction time, temperature and catalyst. There is no change in amount of epoxy group content of the EDPNR after the hydrogenation. Natural rubber was also investigated for a comparative study.