Synthesis and analysis of epoxidized waste soybean oil and its application

Abstract

The purpose of this study is to reduce the problem of waste soybean oil by synthesizing it into epoxidized waste soybean oil (EWSO) and then comparing it to epoxidized soybean oil (ESO). Both types of oils; EWSO and ESO were analyzed for the chemical structure and found a peak of 827 cm-1, which was an epoxy group. The resulting oils were tested in two experiments. In the first experiment, both synthesized oils; EWSO and ESO; were used to replace epoxy from petroleum at the ratio of Epoxy: oils 90:10, 80:20, and 70:30 by weight. The epoxy:oils were mixed with a stirrer and poured into tube molds. Morphology (SEM) studies revealed that the separation between Epoxy:oils was different from the blend of epoxy:unsynthesized soybean oil; which clearly shows the separation. Hardness tests showed that epoxy:EWSO and epoxy:ESO had similar hardness. The mechanical properties test showed that the epoxy:EWSO specimen had tensile strength similar to that of epoxy:ESO. The thermal properties test showed that the specimens in each ratio had the same exothermic temperature; which represents a similar solidification temperature. In the second experiment, EWSO was mixed with poly-L-lactide (PLLA) or stereocomplex (ST) polylactide by dissolving in chloroform at room temperature and films of PLLA:EWSO and ST:EWSO were casted. The mechanical properties found that the ST:EWSO specimen had similar strength to the ST specimen and the tendency of elongation increased with increasing the proportion of EWSO and the maximum elongation of the ST+30EWSO specimen was 30.73.mm. Thermal properties test revealed that the ST and ST:EWSO specimens showed mostly stereocomplex and the melting point of ST was is higher than PLLA around 50 °C. The FTIR test of the ST and ST:EWSO samples had a peak at 908 cm-1 , confirming the formation of a stereocomplex polylactide crystal structure. The morphology test showed that the fracture surfaces of the PLA and ST specimens were smooth, but at higher EWSO ratios in PLLA or ST the EWSO separation trended to increase.

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อลดปัญหาน้ำมันถั่วเหลืองเหลือใช้โดยการสังเคราะห์เป็นน้ำมันถั่วเหลืองใช้แล้วอีพ็อกซิไดซ์ (Epoxidized waste soybean oil; EWSO) แล้วเปรียบเทียบกับน้ำมันถั่วเหลืองอีพ็อกซิไดซ์ (Epoxidized soybean oil; ESO) น้ำมันทั้งสองประเภท EWSO และ ESO วิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีแล้วพบเลขคลื่นที่ 827 cm-1 ซึ่งเป็นกลุ่มอีพ็อกซี่ นำน้ำมันที่ได้มาทำการทดลองสองครั้ง ในการทดลองแรก น้ำมันสังเคราะห์ทั้งสองชนิด EWSO และ ESO มาใช้แทนอีพ็อกซี่จากปิโตรเลียม ในอัตราส่วน Epoxy : oils 90:10, 80:20 และ 70:30 โดยน้ำหนัก epoxy:oils ผสมกับเครื่องกวนและเทลงในแม่พิมพ์ การศึกษาทางสัณฐานวิทยา (SEM) พบว่ามีการแยกตัวระหว่าง อีพ็อกซี่:น้ำมัน ซึ่งแตกต่างจากการผสมอีพ็อกซี่:น้ำมันถั่วเหลืองไม่สังเคราะห์ ซึ่งแสดงให้เห็นความแตกแยกอย่างชัดเจน การทดสอบความแข็งพบว่า epoxy:EWSO และ epoxy:ESO มีความแข็งใกล้เคียงกัน จากการทดสอบคุณสมบัติทางกลพบว่าชิ้นงาน epoxy:EWSO มีความต้านทานแรงดึงใกล้เคียงกับ epoxy:ESO การทดสอบคุณสมบัติทางความร้อนพบว่าชิ้นงานในแต่ละอัตราส่วนมีอุณหภูมิคายความร้อนเท่ากัน ซึ่งแสดงถึงอุณหภูมิการแข็งตัวที่ใกล้เคียงกัน ในการทดลองที่สอง EWSO ผสมกับโพลีแลคไทด์โพลีแอลแลคไทด์ (PLLA) หรือโพลีแลคไทด์สเตอริโอคอมเพล็กซ์ (ST) โดยการละลายในคลอโรฟอร์มที่อุณหภูมิห้อง และฟิล์มของ PLLA:EWSO และ ST:EWSO ถูกหล่อ สมบัติเชิงกลพบว่าชิ้นงาน ST:EWSO มีความแข็งแรงใกล้เคียงกับชิ้นงาน ST และมีแนวโน้มการยืดตัวเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของ EWSO ที่เพิ่มขึ้น และการยืดตัวสูงสุดของชิ้นงาน ST+30EWSO คือ 30.73.mm การทดสอบคุณสมบัติทางความร้อนพบว่าชิ้นงานทดสอบ ST และ ST:EWSO แสดงสเตอริโอคอมเพล็กซ์เป็นส่วนใหญ่ และจุดหลอมเหลวของ ST สูงกว่า PLLA ประมาณ 50 °C การทดสอบ FTIR ของตัวอย่าง ST และ ST:EWSO มีจุดสูงสุดที่ 908 cm-1 ซึ่งยืนยันการก่อตัวของโครงสร้างผลึกพอลิแลคไทด์แบบสเตอริโอคอมเพล็กซ์ การทดสอบทางสัณฐานวิทยาแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวการแตกหักของชิ้นงาน PLA และ ST นั้นเรียบ แต่ที่อัตราส่วน EWSO ที่สูงขึ้นใน PLLA หรือ ST การแยก EWSO มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น