ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การดูดซับพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิวบางชนิดและเสถียรภาพการกระจายตัวของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิก

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การดูดซับพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิวบางชนิดและเสถียรภาพการกระจายตัวของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิก
นักวิจัย : ปรีชา ปัญญา
คำค้น : adsorption , ceramic glaze , polymer , surfactant , การดูดซับ , น้ำเคลือบเซรามิก , สารพอลิเมอร์ , สารลดแรงตึงผิว
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2551
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG4980153 , http://research.trf.or.th/node/2255
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

ศึกษาการดูดซับพอลิเมอร์ ได้แก่ พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ (พีวีเอ) และสารลดแรงตึงผิวทั้งชนิดไอออนบวก ได้แก่ เซทิลพิริดิเนียมคลอไรด์ (ซีพีซี) และสารลดแรงตึงผิวชนิดไอออนลบ ได้แก่ โซเดียมโดเดคิลเบนซีนซัลโฟเนต (เอสดีบีเอส) บนอนุภาคของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิก 4 อนุภาค ได้แก่ ดินเกาลิน ลามสโตน(แคลเซียมคาร์บอเนต) ควอร์ทซ์ และเฟลด์สปาร์ ทั้งในสภาวะสารพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิวเดี่ยว ๆ และสารพอลิเมอร์ผสมกับสารลดแรงตึงผิว การศึกษาไอโซเทอร์มการดูดซับและเสถียรภาพการกระจายตัวของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิกเนื่องจากการดูดซับสารพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิว โดยวิธีวัดค่าการดูดกลืนแสงที่ 500 นาโนเมตร วิธีหาศักย์ไฟฟ้าซีต้า และวิธีหาค่าความหนืด โดยกำหนดให้สภาะสารละลายแขวนลอยของระบบมีค่าความแรงไอออนคงที่เป็น 0.001 โมลาร์โซเดียมคลอไรด์ และพีเอชเท่ากับ 9 ตลอดการทดลอง ไอโซเทอร์มการดูดซับทำที่อุณหภูมิ 25 oC โดยเทคนิคดีพลีชันหรือเป็นการหาความเข้มข้นที่แตกต่างกันระหว่างก่อนดูดซับกับความเข้มข้นที่เหลือจากการดูดซับ การวัดค่าความเข้มข้นที่เหลือของเซทิลพิริดิเนียมคลอไรด์ไอออน และโดเดคิลเบนซีนซัลโฟเนตไอออน ใช้วิธีวัดค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 259 และ 223 นาโนเมตร ตามลำดับ สำหรับพอลิไวนิลแอลกอฮอล์จะวิเคราะห์ความเข้มข้นที่เหลือโดยวิธีคัลเลอรีเมตรี คือทำให้เกิดสารเชิงซ้อนที่มีสีกับไอโอดีน โพแทสเซียมไอโอไดด์ และกรดบอริก แล้ววัดค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 690 นาโนเมตร เสถียรภาพการกระจายตัวโดยวิธีวัดค่าการดูดกลืนแสงของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิกเนื่องจากการดูดซับสารพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิว จะใช้ตัวอย่างการทดลองเดียวกับชุดไอโซเทอร์มการดูดซับ โดยหลังจากเกิดสมดุลการดูดซับ ให้ทิ้งสารละลายแขวนลอยไว้โดยปราศจากการรบกวนเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ก่อนนำไปวัดค่าการดูดกลืนแสงที่ 500 นาโนเมตร สำหรับการศึกษาศักย์ไฟฟ้าซีต้าจะใช้เครื่องคอลลอยดัลไดนามิกส์ (Colloidal Dynamics) ซึ่งสามารถคำนวณจากสเปคตรัมไดนามิกโมบิลิตี (dynamic mobility) และคุณสมบัติของวัตถุดิบโดยใช้ทฤษฎีประจุชั้นซ้อน (โอไบรอัน) ส่วนค่าความหนืดจะใช้เครื่องวัดค่าความหนืด ผลการทดลองพบว่า การดูดซับพอลิเมอร์ไม่มีประจุ ได้แก่ พีวีเอบนอนุภาคทั้ง 4 ตัวจะเกิดขึ้นได้โดยมีข้อมูลยืนยันจากค่าศักย์ไฟฟ้าที่ลดลง กลไกการดูดซับเป็นแบบหนา (thick layers) บนพื้นผิวอนุภาคที่เป็นไฮโดรโฟบิก แต่ผลจากการดูดซับทำให้เสถียรภาพการกระจายตัวลดลง เนื่องจากผลจากความเกะกะไม่สามารถเอาชนะแรงดึงดูดอิเล็กโทรสตาติกและวานเดอร์วาลลส์ได้ สำหรับการดูดซับซีพีซีบนอนุภาคดินเกาลิน ควอร์ทซ์ และเฟลด์สปาร์นั้น เมื่อเริ่มต้นจะเกิดการรวมเป็นกลุ่มก้อน (flocculation) อย่างชัดเจน เนื่องจากเกิดอันตรกิริยาไฮโดรโฟบิก (hydrophobic interactions) เมื่อความเข้มข้นสูงขึ้นจะเกิดการดูดซับแบบสองชั้น ทำให้เกิดเสถียรภาพขึ้นโดยมีข้อมูลยืนยันจากค่าศักย์ไฟฟ้าซีต้าที่เพิ่มขึ้นและค่าความหนืดที่ลดลง ส่วนการดูดซับเอสดีบีเอสจะเกิดขึ้นได้ดีบนอนุภาคลามสโตนและที่ขอบ (edges) ซึ่งมีประจุบวกของอนุภาคเกาลินเนื่องจากประจุตรงข้ามกัน ขณะที่การดูดซับเอสดีบีเอสบนประจุลบของอนุภาคควอร์ทซ์และเฟลด์สปาร์เกิดขึ้นได้จากการอันตรกิริยาไฮโดรโฟบิกโดยมีข้อมูลยืนยันจากค่าศักย์ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากเกิดแรงผลักจากชั้นซ้อนของประจุ (electrical double layer) ทำให้มีเสถียรภาพมากขึ้น เมื่อศึกษาการดูดซับผสมระหว่างสารพอลิเมอร์กับสารลดแรงตึงผิว พบว่า สารลดแรงตึงผิวทั้งซีพีซีและเอสดีบีเอสซึ่งดูดซับบนอนุภาคของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิกทั้ง 4 อนุภาคไว้ก่อน ทำให้เซทิลพิริดิเนียมคลอไรด์ไอออน และโดเดคิลเบนซีนซัลโฟเนตไอออนสามารถทำให้กลุ่ม SiO- ของอนุภาคเป็นกลางซึ่งเป็นทำให้เกิดไฮโดรโฟบิกบนอนุภาคเพิ่มขึ้น ทำให้พีวีเอดูดซับได้มากขึ้น การเกิดสารเชิงซ้อน พีวีเอ-ซีพีซี และพีวีเอ-เอสดีบีเอส ทำให้ปริมาณการดูดซับเพิ่มขึ้น และทำให้มีแรงผลักจากชั้นซ้อนของประจุ (electrical double layer) มากขึ้น จึงทำให้เกิดเสถียรภาพมากขึ้น โดยปริมาณการเติมพีวีเอ ซีพีซี และเอสดีบีเอสทั้งในรูปเดี่ยว ๆ และผสมบนอนุภาคทั้ง 4 ตัวจะมีความสัมพันธ์กับปริมาณที่ดูดซับ ค่าศักย์ไฟฟ้าซีต้าและค่าความหนืดของสารแขวนลอย สรุปได้ว่าเสถียรภาพการกระจายตัวของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิก สามารถปรับปรุงได้โดยการเติมสารพอลิเมอร์ สารลดแรงตึงผิวไอออนิกทั้งที่ผสมกันและแบบเดี่ยว ๆ เป็นผลมาจากแรงผลักจากชั้นซ้อนของประจุหรือแรงผลักจากความเกะกะจากการดูดซับขึ้นอยู่กับชนิดของอนุภาค ชนิดของสารพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิว ปริมาณสารพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิวที่เติม และในงานต่อไปแนะนำให้ศึกษาการดูดซับสารสารพอลิเมอร์ผสมสารลดแรงตึงผิวบนอนุภาคน้ำเคลือบเซรามิกที่มีอนุภาค 4 ตัวรวมกัน The adsorption of single and mixed of uncharged polymer, polyvinyl alcohol (PVA) and ionic surfactant such as cetylpyridinium chloride (CPC) and sodium dodecylbenzene-sulfonate (SDBS) onto its ceramic glaze component such as kaolin, limestone(calcium carbonate), quartz and feldspar was investigated. Both adsorption isotherms and the average particle zeta potential was studied in order to understand the suspension stability as a function of polymer and surfactant concentration at pH 9 and 0.001 M NaCl. Adsorption isotherms were measured at room temperature (25 oC) using the depletion method. The UV absorption of the cetylpyridinium ion and the dodecylbenzenesulfonate ion in the supernatant was measured at 259 and 223 nm respectively. For the equilibrium concentration of PVA in aqueous solution was colorimetrically determined by the the complex with I2, KI and B(OH)3, then UV absorption of PVA was measured at 690 nm. An assessment of the stability of its ceramic glaze component suspensions was made using the same adsorption isotherm samples and UV-VIS spectrophotometer. After equilibration, the suspensions were allowed to stand without disturbance for 2 h before measurement of the transmission of 500 nm. Zeta potential measurements were performed using a Colloidal Dynamics. The mean zeta potential and particle size can be calculated from the dynamic mobility spectrum and material properties assuming a thin double layer (O’Brien) model. While the viscosity measurments were performed with viscometer. The adsorption of uncharged polymer, PVA on its ceramic glaze component suspensions, displays a higher adsorbed amount and the magnitude of the zeta potential decreases slowly upon addition. This indicates that the polymer adsorbs in thick layers on the particles hydrophobic surface. The dispersion stability of these suspensions is poor and relative viscosity is high. Thus, even though this polymer imparts a steric barrier on the particles, it is inefficient in stabilising the particles. The adsorption of small amounts of cationic CPC onto the primarily negatively charged surfaces of the particles such as basal plane of kaolin, quartz and feldspar, results in strong attraction and flocculation due to hydrophobic interactions. At higher surfactant concentrations a higher zeta potential and low viscosity results from the bilayered adsorbed surfactant, providing stability. Anionic SDBS monomers adsorb to positive sites on the edges of kaolin and posotive charge of limestone by easily. While anionic SDBS monomers can adsorb to negative charge of quartz and feldspar by the interpretation of the SDBS adsorption results is driven by dispersion and hydrophobic interactions. Increased zeta potential values are seen, and at higher concentrations where it is postulated hemimicelle adsorption is dominant, The high zeta potential results in a strong electrical double layer repulsion and stable suspensions. The increase in adsorption of PVA onto a kaolin surface having preadsorbed CPC, the CP+ neutralize some of the SiO– groups create hydrophobic sites on which PVA can adsorb. The same explanation can account for the increased adsorption of PVA in the preadsorbed with SDBS. The PVA - CPC and PVA - SDBS complexes are adsorbed to a larger extent than PVA on particles. In this case lead to the additional advantage of introducing negative charges on the polymer chain giving rise to an extra electrical repulsive force in addition to the steric force between the particles. The amounts of PVA, CPC and SDBS dosages per gram solid needed to create stable state were found to correlate with the results from single and mixtured of the adsorption studies, zeta potential and viscosity of the suspensions. It can be concluded that the dispersion stability of its ceramic glaze component suspensions can achieved through PVA, CPC, SDBS and their mixtured adsorption. Either electrical double layer repulsion or steric repulsion from adsorption can increase dispersion stability depending on the particle type, polymer and surfactant type, amount of surfactant or polymer added. In futher work the adsorption of polymer mixed surfatant should be done on mixture of 4 particle as ceramic glaze.

บรรณานุกรม :
ปรีชา ปัญญา . (2551). การดูดซับพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิวบางชนิดและเสถียรภาพการกระจายตัวของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิก.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ปรีชา ปัญญา . 2551. "การดูดซับพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิวบางชนิดและเสถียรภาพการกระจายตัวของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิก".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ปรีชา ปัญญา . "การดูดซับพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิวบางชนิดและเสถียรภาพการกระจายตัวของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิก."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2551. Print.
ปรีชา ปัญญา . การดูดซับพอลิเมอร์และสารลดแรงตึงผิวบางชนิดและเสถียรภาพการกระจายตัวของส่วนประกอบที่แขวนลอยในน้ำเคลือบเซรามิก. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2551.