Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2008

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนาสมบัติของฟิล์มบรรจุภัณฑ์ เช่น สมบัติเชิงกล สมบัติทางความร้อน และการลดการซึมผ่านของก๊าซออกซิเจน โดยนำดินเหนียวอนุภาคระดับนาโนเมตรที่ได้รับการปรับแต่งสภาพพื้นผิวด้วยสารลดแรงตึงผิว เติมลงไปในเนื้อพอลิโพรพิลีนและเติมสารประสานเพื่อช่วยให้การผสมและการกระจายตัวของดินเหนียวดีขึ้น ดินเหนียวระดับนาโนเมตรมีคุณสมบัติเป็นสารเสริมแรงเมื่อเติมลงไปในเนื้อพอลิเมอร์ เพราะดินเหนียวสามารถช่วยรับแรง นอกจากนี้ดินเหนียวขนาดนาโนเมตรสามารถลดการซึมผ่านของก๊าซออกซิเจนได้เนื่องจากโครงสร้างของดินเหนียวที่มีลักษณะเป็นชั้นซึ่งสามารถสกัดกั้นทางเดินผ่านของก๊าซได้อย่างดี ทั้งนี้ดินเหนียวนาโนจะสามารถประพฤติตัวเป็นสารเสริมแรงและตัวสกัดกั้นก๊าซได้ดีเมื่อดินเหนียวมีการกระจายตัวในเนื้อพอลิเมอร์ที่ดี ซึ่งขึ้นกับประสิทธิภาพของสารลดแรงตึงผิวและความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนบวกกับสารลดแรงตึงผิวของดิน ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาผลของสารลดแรงตึงผิวสองตระกูลหลัก อันได้แก่ สารลดแรงตึงผิวชนิดเกลือของแอมโมเนียมโครงสร้างใหญ่ และ สารลดแรงตึงผิวชนิดเกลือของฟอสเฟตซึ่งมีลักษณะโครงสร้างต่างกันจากเล็กไปใหญ่ 3 ชนิด, ชนิดของดินเหนียวที่มีความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนและลักษณะทางกายภาพต่างกัน 2 ชนิด และปริมาณของดินเหนียวที่ได้รับการปรับแต่งแล้ว ต่อคุณสมบัติต่าง ๆ ของพอลิโพรพิลีน/ดินเหนียว นาโนคอมพอสิท ซึ่งขึ้นรูปด้วยหัวไดแบบคาสท์ฟิล์ม จากผลการศึกษาพบว่า ฟิล์มนาโนคอมพอสิทที่ถูกเติมแต่งด้วยดินเหนียวความละเอียดไม่มากที่ปรับสภาพพื้นผิวด้วยสารลดแรงตึงผิวที่มีลักษณะโครงสร้างใหญ่เช่น เกลือของแอมโมเนียม เกลือของฟอสเฟตที่มีโครงสร้างกลางและใหญ่ สามารถพัฒนาค่ามอดูลัสของยังและลดการซึมผ่านของก๊าซออกซิเจนของฟิล์มนาโนคอมพอสิทที่ได้มากกว่าฟิล์มที่เติมดินเหนียวชนิดอื่น ๆ เนื่องจาก สารลดแรงตึงผิวชนิดนี้ทำให้การกระจายตัวของดินเหนียวในพอลิเมอร์ดี อีกทั้งยังมีการรวมตัวกันของดินเหนียวน้อยกว่าดินชนิดอื่น ๆ อย่างไรก็ตามฟิล์มที่เติมดินเหนียวความละเอียดน้อยที่มีสารลดแรงตึงผิวชนิดเกลือของฟอสเฟตโครงสร้างระดับกลางแสดงลักษณะของฟิล์มดีกว่าชนิดอื่น ๆ นอกจากนี้ ฟิล์มที่เติมด้วยดินเหนียวดังกล่าว 5 % โดยน้ำหนักสามารถพัฒนาค่ามอดูลัสได้สูงสุดถึง 4 เท่าโดยเปรียบเทียบของฟิล์มพอลิโพรพิลีนบริสุทธิ์