ความเป็นไปได้ในการใช้แคลเซียมเมทาไครเลตเป็นสารกระตุ้นร่วมในยางธรรมชาติที่คงรูปด้วยระบบเพอร์ออกไซด์

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้แคลเซียมเมทาไครเลตซึ่งได้จากปฏิกิริยาระหว่างแคลเซียมออกไซด์ (CaO) และกรดเมทาไครลิค (MAA) เป็นสารกระตุ้นร่วมในยางธรรมชาติที่คงรูปด้วยระบบเพอร์ออกไซด์โดยได้ทำการเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการกระตุ้นปฏิกิริยาคงรูปของแคลเซียมเมทาไครเลตกับ CaO และ MAA อีกทั้งยังทำการศึกษาสมบัติของยางที่ได้จากการเติมสารเคมีต่าง ๆ ข้างต้นอีกด้วย จากการศึกษาพบว่า MAA มีฤทธิ์หน่วงปฏิกิริยาการคงรูปด้วยเพอร์ออกไซด์เพราะนอกจากจะทำให้ยางเกิดการคงรูปได้ช้าลงแล้ว ยังทำให้ยางมีระดับความหนาแน่นของการเชื่อมโยงที่ต่ำลงตามไปด้วย ยางคงรูปที่ได้จึงมีสมบัติเชิงกลที่ด้อยลง ในทางตรงกันข้ามผลการทดลองบ่งชี้ว่า CaO มีฤทธ์ในการกระตุ้นอัตราเร็วของการเกิดปฏิกิริยาคงรูป ทำให้ยางคงรูปมีระดับความหนาแน่นของการเชื่อมโยงและสมบัติเชิงกลต่าง ๆ สูงขึ้น อย่างไรก็ดี จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค FTIR พบว่าการเชื่อมโยงทั้งหมดที่เกิดขึ้นนั้นเกิดผ่านพันธะแบบโควาเลนซ์เท่านั้น ส่วนการเติม MAA ร่วมกับ CaO นั้นพบว่าสารเคมีทั้ง 2 ชนิดดังกล่าวสามารถทำปฏิกิริยาเกิดเป็นแคลเซียมเมทาไครเลตที่มีประสิทธิภาพในการกระตุ้นอัตราเร็วของปฏิกิริยาคงรูปสูงกว่า CaO ด้วยเหตุนี้ การเติม MAA ร่วมกับ CaO จึงส่งผลทำให้ยางมีทั้งอัตราเร็วและระดับของการคงรูปที่สูงที่สุด นอกจากนี้ จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค FTIR ยังพบว่าพันธะการเชื่อมโยงที่เกิดขึ้นในกรณีของการเติม MAA ร่วมกับ CaO นั้นเกิดผ่านพันธะแบบผสมคือมีทั้งพันธะโควาเลนซ์และพันธะไอออนิกจึงทำให้ยางคงรูปที่ได้มีสมบัติเชิงกลที่ดีที่สุด Possibility of using calcium methacrylate, obtained from the reaction between calcium oxide (CaO) and methacrylic acid (MAA), as a co-agent for peroxide cure in natural rubber (NR) was investigated. Cure activation efficiency of calcium methacrylate was compared with CaO and MAA. Properties of peroxide-cure NR obtained from the addition of these chemicals were also determined. The results reveal that MAA retards peroxide vulcanization reaction as it not only lowers cure rate, but also reduces state of cure resulting in impaired mechanical properties of the vulcanizate. On the contrary, CaO could activate vulcanization reaction giving the vulcanizate with greater state of cure and better mechanical properties. Results from FTIR reveal that, in the presence of CaO, crosslinks could take place only through covalent bonds. When MAA was added together with CaO, the two chemicals could chemically react and form calcium methacrylate which has greater cure activation efficiency than CaO. Consequently, the addition of MAA together with CaO gives fastest cure rate and highest state of cure. In addition, results from FTIR disclose that the addition of MAA together with CaO gives combined crosslink systems, i.e., a combination of covalent and ionic bonds. The vulcanizate obtained therefore possesses the best mechanical properties.