อีพอกซีวิทริเมอร์จากการเชื่อมขวางสองแบบที่ซ่อมแซมตัวเองได้

Jaturong Prompan; Pornnapa Kasemsiri

ผู้แต่ง

Jaturong Prompan นักศึกษา หลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
Pornnapa Kasemsiri รองศาสตราจารย์ สาขาวิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

คำสำคัญ:

อีพอกซีวิทริเมอร์ , การซ่อมแซมตัวเอง , การคลายความเค้น

บทคัดย่อ

อีพอกซีเป็นสารเคลือบที่ถูกใช้อย่างแพร่หลายสำหรับปกป้องความเสียหายบนวัสดุโลหะแต่โดยทั่วไปสารเคลือบ อีพอกซีไม่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้เมื่อมีรอยแตกหรือรอยขีดข่วนบนชั้นเคลือบ เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้จึงได้มีการพัฒนาอีพอกซีชนิดใหม่ขึ้น อีพอกซีวิทริเมอร์มีฟังก์ชันอัจฉริยะ เช่น ซ่อมแซมตัวเอง แปรรูปซ้ำได้ สามารถเชื่อมตัวเองได้ เพื่อการใช้งานที่หลากหลาย ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาสารเคลือบอีพอกซีวิทริเมอร์มีโครงข่ายแบบคู่ โดยใช้สารบ่ม 2 ชนิดสำหรับเตรียม อีพอกซีวิทริเมอร์ ได้แก่ น้ำมันเปลือกเมล็ดมะม่วงหิมพานต์ (CNSL) และ 4-อะมิโนฟีนิลไดซัลไฟด์ (AFD) ผลการศึกษาผลกระทบของปริมาณ AFD ที่มีผลต่อการซ่อมแซมตัวเองและสมบัติอื่นๆ อีพอกซีวิทริเมอร์ที่บ่มด้วย CNSL และ AFD แสดงกระบวนการบ่ม 2 ช่วงคือ 161 - 170 °C และ 195 - 200 °C เวลาการคลายความเค้นลดลงเมื่อปริมาณ AFD เพิ่มขึ้น ที่ AFD ร้อยละ 30 ให้ประสิทธิภาพการซ่อมแซมตัวเองสูงที่สุดคือ 96% ซึ่งอีพอกซีวิทริเมอร์ที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้สามารถประยุกต์ใช้งานอย่างอัจฉริยะ เช่น สารเคลือบ

เอกสารอ้างอิง

Yang Y, Xu Y, Ji Y, Wei Y. Functional epoxy vitrimers and composites. Prog Mater Sci [Online] 2021; 120(June 2020): 100710. Available from: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2020.100710

Capricho JC, Fox B, Hameed N. Multifunctionality in Epoxy Resins. Polym Rev [Online] 2020; 60(1): 1–41. Available from: https://doi.org/10.1080/15583724.2019.1650063

Legrand A, Soulié-Ziakovic C. Silica-Epoxy Vitrimer Nanocomposites. Macromolecules 2016; 49(16): 5893–5902.

Denissen W, Winne JM, Du Prez FE. Vitrimers: Permanent organic networks with glass-like fluidity. Chem Sci 2016; 7(1): 30–38.

Kasemsiri P, Neramittagapong A, Chindaprasirt P. Graphical abstract SC. Elsevier BV [Online] 2014; . Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.tca.2014.11.031

Rwahwire S, Tomkova B, Periyasamy AP, Kale BM. Green thermoset reinforced biocomposites [Online]. Green Composites for Automotive Applications. Elsevier Ltd; 2018. 61–80 p. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-08-102177-4.00003-3

Lorwanishpaisarn N, Kasemsiri P, Srikhao N, Son C, Kim S, Theerakulpisut S, et al. Carbon fiber/epoxy vitrimer composite patch cured with bio-based curing agents for one-step repair metallic sheet and its recyclability. J Appl Polym Sci 2021; 138(47): 1–12.

Kasemsiri P, Neramittagapong A, Chindaprasirt P. Erratum: Curing kinetic, thermal and adhesive properties of epoxy resin cured with cashew nut shell liquid (Thermochimica Acta (2014) 600C (20-27)). Thermochim Acta 2015; 608: 76.

Lorwanishpaisarn N, Srikhao N, Jetsrisuparb K, Knijnenburg JTN, Theerakulpisut S, Okhawilai M, et al. Self-healing Ability of Epoxy Vitrimer Nanocomposites Containing Bio-Based Curing Agents and Carbon Nanotubes for Corrosion Protection. J Polym Environ [Online] 2021; (0123456789). Available from: https://doi.org/10.1007/s10924-021-02213-3

Li B, Zhu G, Hao Y, Ren T. An investigation on the performance of epoxy vitrimers based on disulfide bond. J Appl Polym Sci 2022; 139(5): 1–11.

Chen M, Zhou L, Wu Y, Zhao X, Zhang Y. Rapid Stress Relaxation and Moderate Temperature of Malleability Enabled by the Synergy of Disulfide Metathesis and Carboxylate Transesterification in Epoxy Vitrimers. ACS Macro Lett 2019; 8(3): 255–260.

Wang M, Gao H, Wang Z, Mao Y, Yang J, Wu B, et al. Rapid self-healed vitrimers via tailored hydroxyl esters and disulfide bonds. Polymer (Guildf) 2022; 248(December 2021).

Memon H, Wei Y. Welding and reprocessing of disulfide-containing thermoset epoxy resin exhibiting behavior reminiscent of a thermoplastic. J Appl Polym Sci 2020; 137(47): 1–10.