การเตรียมอนุภาคโคพอลิเมอร์ของสไตรีนและกรดอิทาคอนิคด้วยกระบวนการสังเคราะห์แบบอิมัลชัน

Abstract

ในงานวิจัยนี้ ได้ศึกษาการสังเคราะห์อนุภาคพอลิเมอร์ด้วยกลไกการสังเคราะห์พอลิเมอร์แบบอนุมูลอิสระในกระบวนการสังเคราะห์แบบอิมัลชันที่ไม่ใช้สารลดแรงตึงผิว มอนอเมอร์ที่เตรียมได้จากกระบวนการหมักสารมวลชีวภาพ ซึ่งเป็นทรัพยากรที่ทดแทนได้ โดยจะใช้กรดอิทาโคนิคโคพอลิเมอร์ร่วมกับสไตรีนเปรียบเทียบกับโคมอนอเมอร์ที่ได้จากปิโตรเคมีคือกรดเมทาคริลิค และใช้โพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟสเป็นตัวเริ่มปฏิกิริยา ทำการสังเคราะห์ภายใต้ระบบสุญญากาศ ที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส พบว่าการใช้กรดทั้งสองชนิดอนุภาคโคพอลิเมอร์ที่เตรียมได้มีลักษณะเป็นทรงกลมและมีการกระจายตัวของขนาดอนุภาคที่แคบ อย่างไรก็ตาม การใช้กรดอิทาโคนิคจะมีอัตราเร็วในการเกิดพอลิเมอร์ที่เร็วกว่าและมีปริมาณการเกาะติดกันไม่เป็นอนุภาคน้อยกว่าการใช้กรดเมทาคริลิค นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มความเข้มข้นของมอนอเมอร์ในระบบได้มากถึง 30 เปอร์เซ็นต์ โดยมีปริมาณการเกาะติดกันไม่เป็นอนุภาคเพียง 13 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น ดังนั้น ในงานวิจัยนี้สามารถเตรียมอนุภาคโคพอลิเมอร์ด้วยการสังเคราะห์พอลิเมอร์แบบอิมัลชันที่ไม่ใช้สารลดแรงตึงผิวที่ใช้กรดอิทาโคนิคเป็นโคมอนอเมอร์ทดแทนการใช้โคมอนอเมอร์ที่มาจากปิโตรเคมี ซึ่งอนุภาคพอลิเมอร์ที่ได้มีความเสถียรทางคอลลอยด์สูง และน่าจะสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในระดับอุตสาหกรรมได้ เนื่องจากสามารถเตรียมพอลิเมอร์ที่มีความเข้มข้นได้ถึง 30 เปอร์เซ็นต์

In this research, the polymer particles synthesized via free radical polymerization in an emulsifier-free emulsion polymerization was studied. The monomer as an itaconic acid obtained from renewable resources by fermentation process of biomass was implemented to copolymerize with styrene compared with the petrochemical monomer as a methacrylic acid. The polymerization was carried out at 70 °C under vacuum using potassium persulfate as an initiator. Using both acids, copolymer particles represented spherical particle with narrow particle size distribution. However, the use of itaconic acid performed faster rate of polymerization and smaller amount of coagulant than the use of methacrylic acid. In addition, the monomer concentration is able up to 30 % with only 13 % of coagulant. Therefore, in this research copolymer particle was successfully prepared by emulsifier-free emulsion polymerization using itaconic acid supplanting petrochemical monomer as comonomer. The obtained particle represented high colloidal stability. Because of high monomer concentration up to 30 %, it could be applied in the industry.