ความเปนไปไดในการใชกากกาแฟเปนสารชวยในการ

กระจายตวของซลกาในยางธรรมชาต

Possibility to Using Ground Coffee as a Distributing Aid of

Silica in Natural Rubber

นางสาวกญจภส สรชนพพรสน

MISS KANPAT SURATNOPPONSIN

นางสาวชนดา ซมเจรญ

MISS CHANIDA SIMCHAROEN

งานวจยส าหรบหลกสตรวทยาศาสตรบณฑต

มหาวยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

ปการศกษา 2556

RESEARCH FOR BACHELOR OF SCIENCE

KING MONGKUT’S UNIVERSITY OF TECHNOLOGY THONBURI

2013

ข

หนาอนมต

ความเปนไปไดในการใชกากกาแฟเปนสารชวยในการกระจายตว

ของซลกาในยางธรรมชาต

Possibility to Using Ground Coffee as a Distributing Aid

of Silica in Natural Rubber

นางสาวกญจภส สรชนพพรสน

นางสาวชนดา ซมเจรญ

งานวจยนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร

ปรญญาวทยาศาสตรบณฑต สาขาวชาเคมคณะวทยาศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

พ.ศ. 2556

คณะกรรมการสอบงานวจย

....................................................................... ....................................................................... (ดร.บญนาค สขมเมฆ) (ดร.ไพโรจน จตรธรรม) ประธานกรรมการ ประธานกรรมการ (รวม)

....................................................................... ....................................................................... (ดร.ณฐนนท ศภดล) (ผศ.ดร.วนเพญ ชอนแกว) ประธานกรรมการ (รวม) กรรมการ

....................................................................... ....................................................................... (ผศ.ศภลกษณ อางแกว) (นางสาวกรรณกา หตถะปะนตย) กรรมการ กรรมการ

....................................................................... (นายสาธต ศรรกษ) กรรมการ

....................................................................... (ดร.วนย สมบรณ) หวหนาภาควชาเคม

ค

หวของานวจย ความเปนไปไดในการใชกากกาแฟเปนสารชวยในการกระจายตวของซลกาใน

ยางธรรมชาต

Possibility to Using Ground Coffee as a Distributing Aid of Silica in Natural

Rubber

ชอผวจย นางสาวกญจภส สรชนพพรสน

นางสาวชนดา ซมเจรญ

อาจารยทปรกษา ดร.บญนาค สขมเมฆ ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร มจธ.

ดร.ไพโรจน จตรธรรม ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต

ดร.ณฐนนท ศภดล ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต

หลกสตร วทยาศาสตรบณฑต

สาขาวชา เคม

ปการศกษา 2556

บทคดยอ

ซลกาเปนสารตวเตมเสรมแรงทนยมใชในอตสาหกรรมยางแตเนองจากซลกาแตกตวไมด

ท าใหซลกาเสรมแรงไดไมดเทาทควร จงมการใชสารตวเตมอนๆ เพอชวยในการกระจายของซลกา

โดยผวจยน ากากกาแฟทเปนของเสยจ านวนมากในแตละวนมาใชใหเกดประโยชนมากยงขน ซง

กากกาแฟมความเปนรพรนและมหมฟงกชนทนาจะท าใหเกดอนตรกรยาทดกบยางธรรมชาตและ

ซลกา โดยใชกากกาแฟเปนสารชวยกระจายตวของซลกาในยางธรรมชาต แบงการทดลองเปน 2 ตอน

ตอนท 1 ศกษาชวงปรมาณกากกาแฟทใชเปนสารตวเตมแลวใหสมบตยางใกลเคยงกบยางธรรมชาต

(GC 0 - 20) พบวาปรมาณกากกาแฟ 5 phr ใหสมบตเชงกลใกลเคยงกบยางธรรมชาต และสวนท 2

ศกษาความเปนไปไดของกากกาแฟสามารถเปนสารชวยในการกระจายตวของซลกาในยาง

ธรรมชาต (SiGC 0 - 20) ผลการทดลองชใหเหนวา ยางทมซลกาและกากกาแฟท าใหสมบตของยาง

ดขนบางสมบต ไดแก เวลาในการคงรปทลดลง และความทนทานตอการฉกขาดและการขดถดขน

แตสมบตอนๆ ดวย จงคาดวากากกาแฟมสวนชวยในการกระจายตวของซลกาไดเพยงเลกนอย

ค าส าคญ : ยาง/ กากกาแฟ/ ซลกา

ง

กตตกรรมประกาศ

งานวจยนสามารถส าเรจลลวงไปไดดวยดโดยไดรบความอนเคราะห และสนบสนนจาก

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร และศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต

ณ มหาวทยาลยมหดล ศาลายา รวมไปถงบคลากรหลายฝาย ผวจยขอขอบคณศนยเทคโนโลยโลหะ

และวสดแหงชาต ณ มหาวทยาลยมหดล ศาลายา ทไดเออเฟอสถานท สารเคม และเครองมอในการ

ท างานวจยน ขอขอบพระคณ ดร.ไพโรจน จตรธรรม และ ดร.ณฐนนท ศภดล ทปรกษางานวจยน

และขอบคณ คณกรรณกา หตถะปะนตย และคณสาธต ศรรกษ ทชวยเปนทปรกษาใหค าแนะน าใน

การท างานวจยนตลอดจนการแกไขปญหาตางๆ ทเกดขน และชแนะแนวทางการด าเนนงานดวยความ

เอาใจใสเปนอยางดมาโดยตลอด ขอขอบพระคณ ดร.บญนาค สขมเมฆ ซงเปนอาจารยทปรกษางานวจย

นทไดเสยสละมาดแลในระหวางการท างานวจยพรอมทงใหค าแนะน าแนวทางตางๆ ทเปนประโยชน

อยางยงในงานวจยน ขอขอบพระคณ ผศ.ดร.วนเพญ ชอนแกว และ ผศ.ศภลกษณ อางแกว ผเปน

กรรมการสอบงานวจย และแกไขงานวจยใหสมบรณยงขน และขอขอบพระคณอาจารยภาควชาเคมทก

ทานทใหความร และอบรมสงสอน ท าใหงานวจยนส าเรจลลวงไปดวยด

ประโยชนอนใดทเกดมาจากงานวจยนยอมเปนผลมาจากความกรณาของทกทานทกลาวมา

ขางตน คณะผจดท างานวจยขอขอบพระคณเปนอยางสงไว ณ โอกาสน

นางสาว กญจภส สรชนพพรสน

นางสาว ชนดา ซมเจรญ

ธนวาคม 2556

จ

สารบญ

หนา

หนาอนมต ข

บทคดยอ ค

กตตกรรมประกาศ ง

สารบญ จ

รายการตารางประกอบ ซ

รายการรปประกอบ ฌ

บทท 1 บทน า 1

1.1 ทมาและความส าคญของงานวจย 1

1.2 วตถประสงค 3

1.3 ขอบเขตของงานวจย 3

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 4

1.5 งานวจยทเกยวของ 4

บทท 2 ทฤษฏและหลกการทเกยวของ 6

2.1 ความรพนฐานของยาง 6

2.1.1 ยางธรรมชาต 6

2.1.2 ยางสงเคราะห 8

2.2 สารเคมส าหรบยาง 9

2.3 การวลคาไนซ (Vulcanization) 18

2.4 การทดสอบสมบตยาง 20

บทท 3 วธการด าเนนงาน 21

3.1 สารเคม 21

3.2 เครองมอและอปกรณ 21

ฉ

3.3 การเตรยมกากกาแฟ 23

3.4 การศกษาลกษณะทางกายภาพของกากกาแฟ 23

3.5 การเตรยมสารเคมยางในปรมาณอตราสวนตางๆ 23

3.6 การทดสอบหาระยะเวลาในการเกดปฏก รยาว ลคาไนเซชนของยาง คอมพาวด 25

3.7 การคงรปและขนรปของผลตภณฑยาง 25

3.8 การทดสอบสมบตของผลตภณฑยาง 26

บทท 4 ผลการทดลองและวจารณผลการทดลอง 30

4.1 การเตรยมกากกาแฟ 30

4.2 การศกษาลกษณะทางกายภาพของกากกาแฟ 30

ตอนท 1 GC 0 - 20 33

4.3 ผลการศกษายางคอมพาวด 33

4.3.1 ลกษณะการคงรปของยางคอมพาวด 33

4.4 ผลการศกษายางคงรป 34

4.4.1 ความทนทานตอแรงดง (Tensile Testing) 34

4.4.2 ความแขง (Hardness) 36

4.4.3 ความทนทานตอการฉกขาด และความทนทานตอการขดถ (Tear Testing & Abrasion

Testing) 37

4.4.4 ความทนทานตอการเสยรปหลงการกดอด (Compression set Testing) 38

4.4.5 ความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต 39

ตอนท 2 SiGC 0 - 20 40

4.5 ผลการศกษายางคอมพาวด 40

4.5.1 ลกษณะการคงรปของยางคอมพาวด 40

4.6 ผลการศกษายางคงรป 41

4.6.1 ความทนทานตอแรงดง (Tensile Testing) 41

4.6.2 ความแขง (Hardness) 43

ช

4.6.3 ความทนทานตอการฉกขาด และความทนทานตอการขดถ (Tear Testing & Abrasion

Testing) 44

4.6.4 ความทนทานตอการเสยรปหลงการกดอด (Compression set Testing) 45

4.6.5 ความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต 46

บทท 5 สรปผลการทดลอง 47

เอกสารอางอง 49

ภาคผนวก 54

ก. ตารางแสดงระยะเวลาทปฏกรยาวลคาไนเซชนด าเนนไปรอยละ 100 (Cure time 100 %, t100)

ของยางคอมพาวด 55

ข. ตารางแสดงเวลาสกอรช (Scorch time, ts2) ของยางคอมพาวด 57

ค. ตารางแสดงผลตางแรงบดสงสดและแรงบดต าสด (Torque difference, MH - ML) ของยาง

คอมพาวด 59

ง. ตารางแสดงคาความทนทานตอแรงดง (Tensile testing) ของยางคงรป 61

จ. ตารางแสดงคามอดลสท 100 % (Modulus 100 %) ของยางคงรป 64

ฉ. ตารางแสดงคาระยะยด ณ จดขาด (Elongation at break) ของยางคงรป 67

ช. ตารางแสดงคาความแขง (Hardness) ของยางคงรป 70

ซ. ตารางแสดงคาความทนทานตอการฉกขาด (Tear strength) ของยางคงรป 73

ฌ. ตารางแสดงคาปรมาตรทสญเสยหลงการขดถ (Volume loss) ของยางคงรป 75

ประวตผวจย 77

ซ

รายการตารางประกอบ

ตารางท หนา

2.1 สตรพนฐานแสดงปรมาณสารเคม 11

2.2 ประเภทของสารปองกนการเสอมสภาพ 18

3.1 สตรการผสมเคมยาง (GC 0 - 20) 24

3.2 สตรการผสมเคมยาง (SiGC 0 - 20) 25

4.1 ขนาดอนภาคและพนทผวเฉลยของกากกาแฟ 31

4.2 องคประกอบทางเคมของกากกาแฟ 32

ฌ

รายการรปประกอบ

รปท หนา

1.1 ลกษณะของซลกา 3

1.2 โครงสรางของซลกา 3

2.1 สตรโครงสรางยางธรรมชาต 7

3.1 ชนทดสอบแรงดง (Tensile test specimen) 26

3.2 ชนทดสอบการฉกขาด (Tear test specimen) 27

3.3 ชนทดสอบการขดถ (Abrasion test specimen) 28

3.4 ชนทดสอบการกดอด (Compression set test specimen) 29

4.1 ลกษณะของกากกาแฟ ทก าลงขยาย 66 เทา 30

4.2 ลกษณะของกากกาแฟ ทก าลงขยาย 119 เทา 30

4.3 อนฟราเรดสเปคตรมของกากกาแฟ 31

4.4 ลกษณะการคงรปท 150 °C ของยางคอมพาวด GC 0 - 20 33

4.5 สมบตการรบแรงดง ของยางคงรป GC 0 - 20 35

4.6 ความแขงและคามอดลส ของยางคงรป GC 0 - 20 36

4.7 ความทนทานตอการฉกขาดและการขดถ ของยางคงรป GC 0 - 20 37

4.8 รอยละการยบตวหลงถกกดอด ของยางคงรป GC 0 - 20 39

4.9 ลกษณะการคงรปท 150 °C ของยางคอมพาวด SiGC 0 - 20 40

4.10 สมบตการรบแรงดง ของยางคงรป SiGC 0 - 20 42

4.11 ความแขงและคามอดลส ของยางคงรป SiGC 0 - 20 43

4.12 ความทนทานตอการฉกขาดและการขดถ ของยางคงรป SiGC 0 - 20 44

4.13 รอยละการยบตวหลงถกกดอด ของยางคงรป SiGC 0 - 20 45

บทท 1 บทท 1 บทน า บทท 1

1.1 ทมาและความส าคญของงานวจย ปจจบนคนสวนใหญนยมดมเครองดมตางๆ เชน น าเปลา น าผลไม ชา กาแฟ เปนตน ซง

“กาแฟ” เปนเครองดมทนยมมากเปนอนดบสองของโลกรองจากชา [1] กาแฟเปนเครองดมทม

คณสมบตเปนสารกระตนทไมมผลตอภาวะทางจตมากนก และท าจากเมลดกาแฟควซงไดจากตน

กาแฟ ดวยเหตนจงท าใหในแตวนมของเสยจากกาแฟนนคอ กากกาแฟ เกดขนเปนจ านวนมาก และ

กากกาแฟทดไมมประโยชนนนสามารถน ามาประยกตใชประโยชนไดมากมาย เชน ดานความงาม

สามารถน ากากกาแฟมาขดผว คาเฟอนในกาแฟจะชวยรกษา และถนอมผวดวยสารตอตานอนมล

อสระทท าหนาทเสมอนเปนตวขจดพษใหกบผวชนนอก และกระตนการท างานของเซลลผวชนใน

ใหดเปลงปลง [2], ดานอปกรณตกแตงบาน และสวน น ากากกาแฟมาขนรปเปนแผนวสดปหลงคา

น าหนกเบาไดดโดยเครองอดรอน ใชในการปลกพชไดบนหลงคา เนองจากกากกาแฟคงรป และไม

ยบตวงาย และชวยปองกนความรอน มฤทธเปนกรดออนๆ และมธาตอาหารหลกคอ ไนโตรเจน

เหมาะแกการเจรญเตบโตของพช นอกจากนยงน ามาท าสบกาแฟ ชดเซรามคท าจากกากกาแฟ, ดาน

อปกรณของใช เชน การท าตกตาดบกลน ยาขดรองเทา ทดบบหร เปนตน, ดานน ามน สกดน ามน

ออกจากกากกาแฟแลวน ามนกลนกาแฟทไดมานนสามารถทจะน าไปผลตเปนเชอเพลง, ดาน

เชอเพลงท าเปนเชอเพลงอดแทง [3] เหมาะสมในการผลตเพอใชงาน โดยเฉพาะใชเปนเชอเพลง

ทดแทนในกระบวนการอตสาหกรรมตลอดจน การใชงานในระดบครวเรอน , ดานอาหาร และ

เครองดมชนดอนๆ สามารถผลตไวนจากกากกาแฟ, เครองดมสขภาพ [4] และไขเคม เปนตน, ดาน

สงทอผลตเสนใยจากกากกาแฟ น ามาท าเปนเสอผาส าหรบกฬามคณสมบตเกบความรอนไดด, ดาน

ปย หรอ น าหมกโดยน ากากกาแฟมาหมกดวยกากน าตาลเปนปย กากกาแฟมประโยชนซงจะชวยให

ดนรวนขนมเนอดนทรวนซยเกบความชนไวไดด กากกาแฟสามารถน าไปท าปยหมกได, ดานการ

เพาะเหด กากกาแฟเปนอาหารส าหรบการเพาะเหดจงน ามาแทนดนปลกเหดได [5], ดานการบ าบด

น าเสย หรอ การดดซบโลหะหนก ใชในการบ าบดน าเสยในโรงงานยอมผาโดยน า "ยางรถยนต"

และ "กากกาแฟ" มาผลตเปนถานกมมนต [6] และกากกาแฟสามารถดดซบโลหะหนก และโมเลกล

ขนาดใหญได เชน โครเมยม [7] โดยกากกาแฟทผวจยสนใจเกดจากการชงดวยเครองตามรานทใช

เครองชงกาแฟควบดเทาน น จะเหนวาในสถานทตางๆ มกมรานกาแฟอยมากกมาย ท าใหเกด

2

กากกาแฟมากตามไปดวย เมอลองค านวณปรมาณกากกาแฟตอ 1 แกวจะใหกากกาแฟประมาณ 20 กรม

ถา 1 อ าเภอ ม 1 รานกาแฟ และขายไดรานละ 20 แกวตอวน ใน 1 แกวจะใหกากกาแฟประมาณ 20 กรม

ดงนนปรมาณกากกาแฟตอหนงวน ในกรงเทพมหานครทม 50 เขต จะพบวามปรมาณกากกาแฟถง

20,000 กรม หรอ 20 กโลกรม ซงเปนปรมาณทเหลอทงมากมายทเดยว กากกาแฟจงนาน ามาเปน

สารตวเตมในยางธรรมชาตซงเปนทางเลอกใหมในการก าจดของเสยชนดน

อยางไรกตามยงไมมงานวจยใดทน ากากกาแฟนมาใชเปนสารตวเตมในยางธรรมชาต ใน

งานวจยนจงไดน ากากกาแฟมาใชเปนสารตวเตมในยางธรรมชาต เนองจากยางธรรมชาตเปนสนคา

ทส าคญทางเศรษฐกจของประเทศไทยและยงเปนแหลงผลต และสงออกยางธรรมชาตทมเพม

จ านวนมากยงขนในทกๆ ป [8]

ยางธรรมชาตมคณสมบตเดนในเรองการทนแรงดง และแรงฉกขาดไดสง พบงอได มความ

ยดหยนไดด มความกระเดงตวสง และทส าคญยงมราคาถกอกดวย จงมการน ายางมาท าเปน

ผลตภณฑตางๆ มากมาย เชน ยางรถยนต ยางฟองน า รองเมา ถงมอยาง ถงยางอนามย กาวยาง ยาง

รดของ เปนตน ถงแมยางธรรมชาตจะมสมบตเดนอยางไรกตามแตกยงมขอจ ากด คอ ไมสามารถ

น าไปใชงานไดเฉพาะอยาง ดงนนจงมการน าสารตวเตมผสมลงไปในยางธรรมชาตเพอปรบปรง

สมบตของยางธรรมชาตใหดขน เชน ท าใหผลตภณฑยางมความตานทานตอการสกหรอ, การแตก,

การฉกขาด [9]โดยสารตวเตมทนยมใชในการผสมกบยางสามารถแบงไดเปน 2 ประเภท คอ

สารตวเตมเสรมแรง เชน ซลกา และเขมาด า สวนสารตวเตมไมเสรมแรง เชน ดนขาว ทลคม และ

คารบอเนต โดยในงานวจยนไดใชซลกาเปนสารตวเตม เนองจากซลกา หรอ ซลกอนไดออกไซด

(Silicon dioxide) คอ สารประกอบระหวางออกซเจน และซลกอนรวมตวกนเปนสตรทางเคมคอ SiO2

[10] และยงเปนสารเคมทสามารถหาไดงาย มราคาถก สามารถเตมแตงสสนใหผลตภณฑได แมวาซ

ลกาเปนสารตวเตมทท าใหสมบตของยางธรรมชาตดขนกตาม แตปญหาทเกดขนจากการผสมซลกา

ลงไปในยางธรรมชาตกมมาก เชน ปญหาจากการทซลกามขนาดเลกและมพนทผวมาก ดงนนขณะ

ท าการผสมยางจะเกดความรอนสงอาจเปนสาเหตท าใหยางสกกอนก าหนดไดงาย พนธะไฮโดรเจน

ทผวของซ ลกาจะท า ให เ กดการดดสารว ลคาไนซงค ท ผว ซ ลกาได ท า ใหป รมาณสาร

วลคาไนซงคลดลง และท าใหยางวลคาไนซชาลงดวย และจากการทซลกาเปนสารอนทรยทมขวท า

ใหเกดพนธะกบยางซงเปนสารอนทรยทไมมขวไดไมดเทาทควรจงท าใหเกดแรงกระท าระหวางยาง

กบซลกาต า [11] ในงานวจยนจงมแนวคดทจะน ากากกาแฟมาเปนตวเชอมระหวางยางกบซลกา

3

รปท 1.1 1ลกษณะของซลกา รปท 1.22 โครงสรางของซลกา

เนองจากกากกาแฟมขนาดอนภาคทใหญ และผลจากการทดลอง CHM 495 พบวากากกาแฟ

เปนสารตวเตมไมแสรมแรง ดงนนเมอเตมกากกาแฟลงไปจะท าใหความหนดของยางไมสงขนมาก จง

ท าใหการผสมเคมยางท าไดงาย สวนความเขากนไดในเชงทางเคมของกากกาแฟกบยาง อาจยงไมม

ขอพสจน

ส าหรบงานวจยนมวตถประสงคเพอศกษาหาปรมาณกากกาแฟทเหมาะสมทสดในการใช

เปนสารตวเตมในยางธรรมชาต โดยท าการเปรยบเทยบเมอมการเตมซลการวมในยางธรรมชาตถง

บทบาทการเปนตวเชอมประสานระหวางซลกากบยาง เพอมงเนนเวลาการคงรปของยางลดลง และ

เพมสมบตเชงกลของยางคงรปใหดขน

1.2 วตถประสงค 1.2.1 เพอศกษาถงความเปนไปไดในการน ากากกาแฟมาใชเปนสารตวเตม ในยาง

ธรรมชาต

1.2.2 เพอศกษาถงความเปนไปไดในการใชกากกาแฟเปนสารชวยในการกระจายตวของ

ซลกาในยางธรรมชาต

1.3 ขอบเขตของงานวจย 1.3.1 ใชกากกาแฟจากรานเชยงราย สาขา ม.มหดล ศาลายา ทมความชนนอยกวา

รานอเมซอน และรานอนทานน เปนสารตวเตมในยางธรรมชาต

1.3.2 เตมกากกาแฟในยาง ในปรมาณตางๆ ดงน 0, 5, 10, 15 และ 20 phr ผสมยางดวย

เครองรดแบบสองลกกลง

4

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 1.4.1 เพอน ากากกาแฟทเปนของเสยมาใชในอตสาหกรรมยาง

1.4.2 เพอเพมแนวทางในการลดปรมาณของเสยกากกาแฟในสงแวดลอม

1.5 งานวจยทเกยวของ ในป ค.ศ. 2013 มงานวจยตพมพในวารสาร ACS' Journal of Agricultural and Food

Chemistry [12] กลาววา กาแฟสด, กาแฟบด และกากกาแฟทใชแลวใหประโยชนทางดานเปนแหลง

ทดของสารตานอนมลอสระ หรอ เปนแหลงของสารคาเฟอน กาแฟทดมกนมากนนมกเปนกาแฟสด

ทมกากกาแฟทไมไดน าไปใชประโยชนหลงเหลออยเปนจ านวนมากในแตละวน โดย Maria - Paz de

Pena และทมวจย ไดศกษา และพบวามกากกาแฟทตองทงในแตละป ในโลกนนสงถง 20 ลานตน

ในป ค.ศ. 2011 มงานวจยตพมพในวารสาร ACS' The Journal of Physical Chemistry B

[13] อธบายเรอง สารคาเฟอนทพบมากในกาแฟ รวมทงในชา และโกโกชวยปองกนปญหาสมอง

เสอม หรอ อลไซเมอร ปองกนโรคหวใจ และหลอดเลอด โดยกาแฟจดเปนอาหารทมสารคาเฟอนท

เปนประโยชนเปนสารตานอนมลอสระ

เมอป ค.ศ. 2011 ศรณย จตตวนชประภา [14] ไดท าการศกษาการดดซบยาปฏชวนะ

Ciprofloxacin ดวยถานทเตรยมจากกากกาแฟซงในงานวจยนมการศกษาหาหมฟงกชนของกากกาแฟ

ในป ค.ศ. 2010 วรยา วรคนธ, ณรงคฤทธ สมบตสมภพ, เอกชย วมลมาลา และ ศรนทร

ทองแสง [15] ไดท าการศกษาการเสรมแรงของสารประกอบยางธรรมชาตดวยซลกาผสมระหวาง

เถาลอย และพรซพเทตซลกา ซงงานวจยนไดน าเถาลอยมาปรบปรงคณภาพดวยสารคควบไซเลน

ชนด Si69 ปรมาณ 2 % โดยน าหนก กอนท าการศกษาปรมาณซลกาของเถาลอย 0 - 40 phr และ

ขนาดของเถาลอยนอยกวา 150 ไมครอน เพอท าการเลอกปรมาณเถาลอยและขนาดอนภาคท

เหมาะสมไปท าการศกษาถงการน าไปใชเปนสารตวเตมเสรมแรงรวมกบพรซพเทตซลกาในยาง

ธรรมชาต ทดสอบลกษณะการคงรป สมบตแรงดง ความทนทานตอการฉกขาด และความตานทาน

ตอการขดถ พบวา ยางธรรมชาตทเตมซลกาผสมดวยเถาลอยขนาดนอยกวา 25 ไมครอน ใหลกษณะการ

คงรปยางและสมบตเชงกลโดยรวมดกวาการเตมดวยเถาลอยขนาดอนภาคในชวง 45 - 74 ไมครอน

ในป ค.ศ. 2007 Rattanasorn, N. และคณะ [16] กลาววาเขมาด าและซลกาเปนสารตวเตมท

ไดรบความนยมในการเตมลงในผลตภณฑยางมากขน ซงสารตวเตมแตละชนดตางกมขอดเฉพาะตว

การผสมซลกา และเขมาด าเขาดวยกนเปนการเพมประสทธภาพของยางธรรมชาตทงทางกล และ

5

ทางไดนามก อยางไรกตามอตราสวนทดทสดทจะเตมซลกา และเขมาด าลงไปเพอเพมประสทธภาพ

ใหสงสดนนไดท าการศกษาโดยการเตมซลกา และเขมาด า สารเสรมแรงทงสองลงในยางธรรมชาต

โดยเปลยนอตราสวนตางๆ ทงนอตราสวนของสารเสรมแรงรวมคอ 50 phr ซงศกษาสมบตเชงกล

ของยางธรรมชาต เชน สมบตแรงดง คาความทนทานตอการขดถ คาการทนทานตอการฉกขาด เปนตน

พบวายางทเตมซลกา 20 phr และ เขมาด า 30 phr ใหสมบตเชงกลดกวาอตราสวนอนทใชเปนสารตว

เตมในยางธรรมชาต

ในป ค.ศ. 2006 เจษฏาภรณ เรองมะเรง [17] ไดท าการพฒนาผลตภณฑครมขดผวทม

สวนผสมของซลกาจากแกลบขาว ซงงานวจยนไดน าแกลบมาตมดวยสารละลายกรด HCl 1.0 M

นาน 45 นาท และเผาท 590 oC นาน 6 ชวโมง จะไดผลผลตซลกา 14.62 % ทมความบรสทธ 98.57 % ซง

เมอน าไปท าเปนผลตภณฑครมขดผวไดท าการตรวจสอบคณภาพทางคลนกพบวาผลตภณฑน

สามารถเพมความชมชนใหกบผวหนงได 559.8 % ในกลมผทดสอบทมคาความชมชนผวเรมตน

นอยกวา 5.5 a.u. และผลตภณฑนมคณสมบตชวยเพมความยดหยนของผวหนงภายหลงการใช

บทท 2

บทท 2 ทฤษฏและหลกการทเกยวของ บทท 2

2.1 ความรพนฐานของยาง [18, 19] ยาง เปนวสดพอลเมอรชนดหนง และเปนวตถดบทส าคญในการแปรรปเปนผลตภณฑยาง

ตางๆ ยางทไดจากตนพชเรยกวา ยางธรรมชาต (Natural rubber) และยางทไดจากการสงเคราะหทาง

เคมเรยกวา ยางเทยม หรอ ยางสงเคราะห (Synthetic rubber)

ยางมสมบตทเปนเอกลกษณคอ ความยดหยน (Elasticity) เมอใหแรงดงหรอกดยาง ยางจะ

ยดหรอยบได และสามารถกลบสสภาพเดมได เมอปลอยใหยางเปนอสระ นกอตสาหกรรมยางจง

เรยกยางวา อลาสโตเมอร (Elastomer)

2.1.1 ยางธรรมชาต

ยางธรรมชาตสวนมากเปนยางทไดมาจากตนยาง Hevea Brazilliensis ซงมตนก าเนดจากลม

แมน าอเมซอนในทวปอเมรกาใต น ายางสดทกรดไดจากตนยางมลกษณะสขาวขนและมเนอยางแหง

(Dry rubber) ประมาณ 30 % แขวนลอยอยในน า ถาน าน ายางทไดนไปผานกระบวนการปนเหวยง

(Centrifuge) จนกระทงไดน ายางทมปรมาณยางแหงเพมขนเปน 60 % เรยกวา น ายางขน (Concentrated

latex) การเตมสารแอมโมเนยลงไปจะชวยรกษาสภาพของน ายางขนใหเกบไวไดนาน น ายางขนสวน

หนงจะถกสงออกสตลาดตางประเทศ สวนทเหลอจะถกน าไปใชเปนวตถดบในอตสาหกรรมถงมอ

ยาง และถงยางอนามย เปนตน แตเมอน าน ายางสดทกรดไดมาเตมกรดเพอใหอนภาคน ายางจบตว

กนเปนของแขงแยกตวจากน า จากนนกรดยางใหเปนแผนดวยเครองรด (Two - roll mill) และน าไป

ตากแดดเพอไลความชนกอนจะน าไปอบรมควนทประมาณ 60 - 70 oC เปนเวลา 3 วน เรากจะไดยาง

แผนรมควน

นอกจากยางแผนรมควนแลว อตสาหกรรมสวนใหญเรมเปลยนมาใชยางแทงหรอยางกอนเปน

วตถดบ ทงนเนองจากยางแทงเปนยางมคณภาพทสม าเสมอกวายางแผนรมควน ผานการทดสอบ และจด

ชนเพอรบรองคณภาพตามหลกวชาการ วตถดบของการผลตยางแทง ไดแก น ายางหรอยางแผนขนอย

กบเกรดของยางแทงทตองการผลต เชน ถาตองการผลตยางแทงเกรด STR 5L ซงมสจางมาก จ าเปนตอง

ใชน ายางเปนวตถดบ หรอถาตองการผลตยางแทงเกรด STR 20 ซงเปนเกรดทมสงเจอปนสง และมส

เขม กอาจใชยางแผนหรอขยางเปนวตถดบ เปนตน สวนกระบวนการผลตยางแทงคอนขางจะยงยาก

7

ตองอาศยเครองจกรทมราคาแพง และตองมการควบคมคณภาพอยางสม าเสมอ ดงนนราคายางแทง

จงสงกวายางแผนรมควน

ยางธรรมชาตมชอทางเคม คอ cis 1,4 - polyisoprene กลาวคอ ม isoprene (C 5H 8) โดยท n มคา

ตงแต 15,000 - 20,000 เนองจากสวนประกอบของยางธรรมเปนไฮโดรคารบอนทไมมขว ดงนนยางจง

ละลายไดดในตวท าละลายทไมมขว เชน เบนซน เฮกเซน เปนตน โดยทวไปยางธรรมชาตมโครงสราง

การจดเรยงตวของโมเลกลแบบอสณฐาน (Amorphous) แตในบางสภาวะโมเลกลของยางสามารถ

จดเรยงตวคอนขางเปนระเบยบทต าหรอเมอถกยดมนจงสามารถเกดผลก (Crystallize) ได การเกด

ผลกเนองจากอณหภมต า (Low temperature crystallization) จะท าใหยางแขงมากขน แตถาอณหภม

สงขนยางกจะออนลง และกลบสสภาพเดม ในขณะทการเกดผลกเนองจากการยดตว (Strain

induced crystallization) ท าใหยางมสมบตเชงกลด นนคอยางจะมความทนทานตอแรงดง (Tensile

strength) ความทนทานตอการฉกขาด (Tear resistance) และความทนทานตอการขดส (Abrasion

resistance) สง

รปท 2.13 : สตรโครงสรางยางธรรมชาต

ลกษณะเดนอกอยางของธรรมชาตคอ ความยดหยน (Elasticity) ยางธรรมชาตมความ

ยดหยนสง เมอแรงภายนอกทมากระท ากบมนหมดไป ยางกจะกลบคนสรปราง และขนาดเดม (หรอ

ใกลเคยง) อยางรวดเรว ยางธรรมชาตยงมสมบตดเยยมดานการเหนยวตดกน (Tack) ซงเปนสมบต

ส าคญของการผลตผลตภณฑทตองอาศยการประกอบ (Assemble) ชนสวนตางๆ เขาดวยกน เชน

ยางรถยนต เปนตน

อยางไรกตาม ยางดบตามล าพงจะมขดจ ากดในการใชงาน เนองจากมสมบตเชงกลต า และ

ลกษณะทางกายภาพจะไมเสถยรขนอยกบการเปลยนแปลงแปลงอณหภมมาก กลาวคอ ยางจะออน

เยม และเหนยวเหนอะหนะเมอรอน แตจะแขงเปราะเมออณหภมต า ดวยเหตนการใชประโยชนจาก

ยางจ าเปนตองมการผสมยางกบสารเคมตางๆ เชน ก ามะถน ผงเขมาด า และสารตวเรงตางๆ เปนตน

หลงจากการบดผสม ยางผสมหรอยางคอมพาวด (Rubber compound) ทไดจะถกน าไปขนรปใน

แมพมพภายใตความรอน และความดน กระบวนการนเรยกวา วลคาไนเซชน (Vulcanization) ยางท

8

ผานการขนรปน เราเรยกวา "ยางสกหรอยางคงรป" (Vulcanizate) ซงสมบตของยางคงรปทไดนจะ

เสถยรไมเปลยนแปลงตามอณหภมมากนก และมสมบตเชงกลดขน

ยางธรรมชาตถกน าไปใชในการผลตผลตภณฑยางตางๆ มากมาย เนองจากยางธรรมชาตม

สมบตดเยยมในดานการทนตอแรงดง (Tensile strength) แมไมไดเตมสารเสรมแรง และมความ

ยดหยนสงมากจงเหมาะทจะใชในการผลตผลตภณฑบางชนด เชน ถงมอยาง ถงยางอนามย ยางรด

ของ เปนตน

ยางธรรมชาตมสมบตเชงพลวต (Dynamic properties) ทดมความยดหยน (Elasticity) สง

ในขณะทมความรอนภายใน (Heat build - up) ทเกดขณะใชงานต า และมสมบตการเหนยวตดกน

(Tack) ทดจงเหมาะส าหรบการผลตยางรถบรรทก ยางลอเครองบน หรอใชผสมกบยางสงเคราะห

ในการผลตยางรถยนต เปนตน

ยางธรรมชาตมความตานทานตอการฉกขาด (Tear resistance) สง ทงทต า และอณหภมสง

จงเหมาะส าหรบการผลตยางกระเปาน ารอน เพราะในการแกะชนงานออกจากเบาในระหวาง

กระบวนการผลตจะตองดงชนงานออกจากเบาพมพในขณะทรอน ยางทใชจงตองมคาความ

ตานทานตอการฉกขาดขณะรอนสง

แมวายางธรรมชาตจะมสมบตทดเหมาะส าหรบการผลตผลตภณฑยางตางๆ มากมาย แตยาง

ธรรมชาตกมขอเสยหลกคอ การเสอมสภาพเรวภายใตแสงแดด ออกซเจน โอโซน และความรอน

เนองจากโมเลกลของยางธรรมชาตมพนธะค (Double bond) อยมาก ท าใหยางวองไวตอการท า

ปฏกรยากบออกซเจน และโอโซนโดยมแสงแดด และความรอนเปนตวเรงปฏกรยา ดงนนใน

ระหวางการผลตผลตภณฑจงตองมการเตมสารเคมบางชนด (สารในกลมของ Antidegradants) เพอ

ยดอายการใชงาน นอกจากนยางธรรมชาตยงมประสทธภาพการทนตอสารละลายไมมขว น ามน

และสารเคมต า จงไมสามารถใชในการผลตผลตภณฑทตองสมผสกบตางๆ ดงกลาว

2.1.2 ยางสงเคราะห

ยางสงเคราะหเรมถกคนควาวจยในระหวางสงครามโลกครงท 1 เนองมาจากการขาดแคลน

ยางธรรมชาตทจ าเปนตองใชในการผลตอาวธ และความไมสะดวกในการคมนาคมตดตอระหวาง

ประเทศผผลตยางธรรมชาตกบประเทศผใชยางธรรมชาต ราคาทไมแนนอนของยางธรรมชาต

รวมทงสมบตพเศษ บางอยางทยางสงเคราะหมแตยางธรรมชาตไมม เชน ความทนทานตอน ามน

และความรอนสงๆ ยางสงเคราะหถกผลตขนมาจากการท าปฏกรยาทางเคม เรยกวา ปฏกรยา

9

พอลเมอรไรเซชน (Polymerization) ปจจบนนมการผลตยางสงเคราะหในเชงการคาหลายชนด

โดยทวไปยางสงเคราะหแบงไดเปน 2 กลม คอ

1. ยางสงเคราะหใชงานทวไป (General purpose synthetic rubber) เปนยางทผลตขนมาใน

ปรมาณมากเพอใชแทนยางธรรมชาต เชน พอลไอโซพรนสงเคราะห (Synthetic polyisoprene

Rubber, IR) สไตรนบวตะไดอน (Styrene - Butadiene Rubber, SBR) บวตะไดอน (Butadiene

Rubber) ไอโซบวทลนไอโซพรน หรอ ยางบวทาย (Isobutylene Isoprene Rubber, IIR or Butyl) เอ

ทลนโพรพลนไดอนมอนอเมอร (Ethylene Propylene Diene Monomer, EPDM)

2. ยางสงเคราะหใชงานพเศษ (Special purpose synthetic rubber) เปนยางทผลตขนมาใน

ปรมาณทนอยกวายางสงเคราะหใชงานทวไปมสมบตทนทานพเศษตอน ามน ตวท าละลาย ความ

รอน หรอ สารเคม เชน คลอโรพรน หรอ นโอพรน (Chloroprene or Neoprene Rubber, CR) อะค

รโลไนไตรลบวตะไดอน (Acrylonitrile Butadiene Rubber, NBR) คลอโรซลโฟเนเตตพอลเอทลน

หรอ ไฮพาลอน (Chlorosulfonated Polyethylene Rubber, CSM or Hypalon) พอลอะครลก

(Polyacrylic Rubber, ACM) ซลโคน (Silicone, SI) พอลซลไฟดหรอไธโอคอล (Polysulphide

Rubber, TR or Thiokol)

2.2 สารเคมส าหรบยาง [20 - 23] สารเคมส าหรบยาง หมายถง สารเคมตางๆ ทผสมลงไปในยาง เพอใหไดผลตภณฑยางท

คณสมบตตามตองการ ยางทผสมสารเคมแลวไมอาจน าไปใชงานไดเวนแตสารเคมเหลานจะท า

ปฏกรยากบยางกอนซงสามารถเรงไดดวยการใหความรอน ยางทยงไมเกดปฏกรยากบสารเคม

เรยกวา ยางไมคงรป (Green compound หรอ Uncureed compound) สวนยางทสารเคมเขาท า

ปฏกรยากบยางแลว เรยกวา ยางคงรป (Vulcanised rubber หรอ Cured rubber) เนองจากเหตผลใน

การผสมยางกบสารเคมม 4 ประการคอ

1. เพอแกขอเสยของยาง ซงขอเสยของยางมดงนคอ

1.1 ยางทมคณสมบตเปนทงพลาสตก (Plastic) และมอลาสตค (Elastic) สมบตเปน

พลาสตก (Plastic) คอ ความสามารถทยางจะพยายามรกษารปรางทไดเปลยนไปตามแรงกระท า

สวนสมบตเปนอลาสตค (Elastic) คอความสามารถทยางพยายามจะรกษารปรางเดมกอนทจะท าให

10

เปลยนไปตามแรงกระท า การทยางมสมบตเปนทงพลาสตค และอลาสตคน ท าใหไมสามารถน ายาง

ไปใชงานไดโดยตรง

1.2 ยางเปนเทอรโมพลาสตก (Thermoplastic) ทต ายางจะแขงกระดาง แตเมออณหภม

สงขนยางจะนมหรอเยม การมสมบตเปนเทอรโมพลาสตกท าใหยางใชงานไดในชวงอณหภมท

จ ากด อณหภมสงประมาณ 60 - 70 องศาเซลเซยส ยางจะนมลง

1.3 ยางมความแขงแรงต า ความตานทานตอแรงดงต า และความตานทานตอการสกหรอต า

เนองจากความหนาแนนเชอมโยงสง สายโซเคลอนไหวอยางจ ากดเนองจากเกดโครงสรางรางแหท

แนนหนา (Tight network) ท าใหไมสามารถเคลอนไหวเพอกระจายพลงงานทไดรบเปนผลใหความ

แขงแรงของวสดต า แตกหกงาย

1.4 ยางสามารถละลายไดงายในตวท าละลายหลายชนด เชน โทลอน คารบอน-เททระคลอไรด

เปนตน

2. เพอเปนตวชวยในกระบวนการแปรรปยาง ปกตยางดบทยงไมผสมกบสารเคม จะมสมบตเหนยว

และท าใหล าบากในการน าไปเขากระบวนการตางๆ เชน การรดยางใหเปนแผนเรยบจากเครองรดเรยบ

(Calender) หรอการท าทอยาง เสนยาง จากเครองอดยางผานได (Extruder) เปนตน กระบวนการเหลาน

จะแสดงใหเหนถงความผดปกต หรอความสม าเสมอของยางเมอผานเครองรดเรยบ และความผดปกต

ในการพองตวของยางเมอผานเครองอดยางผานได แตหลงจากทไดเตมสารเคมบางชนด เชน สารตว

เตม สารชวยในการแปรรปยาง จะท าใหผลตผลทไดจากเครองรดเรยบมผวเรยบ และสามารถจะลด

ปญหาเกยวกบความไมสม าเสมอของแผนยางหรอการพองตวของทอยางได

3. ท าใหยางมขอบเขตการใชงานกวางขนจากความเหมาะสมในการผสมสารเคมในยางจะท าใหเกด

การเปลยนแปลงสมบตของผลตภณฑยางอยางมาก และผลตภณฑทไดเหลานจะเปลยนจากออนไป

จนถงผลตภณฑทมความสามารถในการทนความรอนเชน กระเปาน ารอน และผลตภณฑทมความ

แขงมาก เชน เปลอกหมอแบตเตอรตองการสมบตของผลตภณฑยางอยางไรกสามารถเลอกชนด

และปรมาณสารเคมไดตามวตถประสงค

4. เพอเปนการลดตนทนการผลตการน ายางมาท าเปนผลตภณฑ ถาใชแตเนอยางลวนๆ จะท าให

ตนทนการผลตสง สามารถผสมสารอนทมราคาถกลงไป เชน พวกเคลย ไวตง จะท าใหลดตนทน

การผลตลง

11

การผลตยาง และสารเคมทใชจะมสดสวนทแนนอนตามสตร โดยทวไปปรมาณทใชจะบอก

เปนน าหนกเมอเทยบกบยาง 100 สวน เรยกวา phr หรอ pphr (Part per hundred rubber) น าหนก

องคประกอบ phr นเปนน าหนกหนวยใดกได เชน กรม กโลกรม เปนตน โดยมสตรพนฐานแสดง

ปรมาณสารเคมตางๆ ดงตารางท 2.1

ตารางท 2.11 สตรพนฐานแสดงปรมาณสารเคม

สวนประกอบ ปรมาณ (phr)

ยาง (Rubber) 100

ก ามะถน (Sulphur) 2.5 - 3.5

สารกระตน (Activator) 1 - 5

สารเรงใหยางคงรป (Accelerator) 0.5 - 2.0

สารตวเตม (Filler) ตามตองการ

สารท าใหยางนม (Plasticizer, Peptizer) 5 - 10

สารปองกนยางเสอมสภาพ (Antidegradant) 1 - 2

2.2.1 สารท าใหยางคงรป หรอสารวลคาไนซง (Vulcanising agent) เปนสารทกอใหเกดการ

เชอมโยงระหวางโมเลกลของยาง (Crosslink) ตรงต าแหนงทวองไวตอปฏกรยา เพอการปรบปรงสมบต

ของผลตภณฑยางใหดขน ปฏกรยาทเกด เรยกวา การคงรป หรอ การวลคาไนซ (Vulcanisation หรอ

Cure) ซงสมบตของยางทเปลยนไปมดงน

1. ยางจะเปลยนจากความเปนอลาสตค ความเปนพลาสตค ไปสความเปนอลาสตคสงขน

2. เพมความแขงแรง เพมโมดลส และเพมความตานทานตอการสกหรอ

3. เปลยนสภาพของยาง จากการละลายไดในสารละลาย เปนยางทไมละลายในสารละลาย

และไมพองตว

4. เปนการเปลยนยาง จากสภาพเทอรโมพลาสตค (Themoplastic) เปนทอรโมเซทตง

(Thermosetting)

12

สารท าใหยางคงรปหรอสารวลคาไนซง แบงไดเปน 3 พวก คอ

1. ก ามะถน (Sulfur, S) และธาตทคลายๆ ก ามะถน เปนสารท าใหยางคงรปหรอสาร

วลคาไนซงทนยมใชมากทสด ประมาณ 90 % และนยมใชกบยางทไมอมตว (Unsaturated rubber)

ไดแก ยางธรรมชาต ยาง SBR ยาง BR ยาง IR ยาง EPDM ยาง NBR เปนตน เมอน าก ามะถนใสเขา

ไปในยางแลวใหความรอนจะเกดการคงรปหรอการวลคาไนซโดยก ามะถนจะเปนตวไปเชอม

ระหวางโมเลกลของยาง เรยกวา เกด Crosslink และถาเพมปรมาณของก ามะถนการ Crosslink จะ

เพมขน ปรมาณของก ามะถนทใชจะอยในชวงประมาณ 1 - 3 phr แตโดยทวไปส าหรบในยาง

ธรรมชาตมกไมเกน 2.5 phr เพราะปรมาณก ามะถน 2.5 phr จะใหคาความตานทานตอแรงดงสง

ทสด นอกจากเมอตองการยางทมโมดลสต าจะใชก ามะถนนอยลงหรอถาตองการยางทมโมดลสสง

จะใชก ามะถนมากขนแตในยาง SBR ปรมาณของก ามะถนทใชจะนอยกวาในยางธรรมชาต คอ

ประมาณ 1.5 - 2.0 phrก ามะถนทใชในยางตองเปนก ามะถนทมขนาดอนภาคเลก ซงขนาดอนภาคยง

เลกจะท าใหก ามะถนกระจายในยางไดทวถงดขน ท าใหยางเกดการคงรปไดทวถง และยางทคงรป

แลวจะมสมบตสงดวยการใสก ามะถนลงในยางจะใสหลงสดในจ านวนสารเคมทงหมด เพอปองกน

ไมใหเกดการคงรปกอนก าหนด แตยางบางอยาง เชน ยาง NBR ซงก ามะถนกระจายในยางไดไมด

จะตองใสก ามะถนเขาไปตงแตเรมตนเพอชวยใหเวลาในการกระจายเพมขน การผสมก ามะถนเขา

ไปในยาง เมอตงทงไวก ามะถนทเปนสวนเกนจะตกผลกออกมาทผวยาง เรยกวา เกดการบลม

(Blooming) การแกปญหาของการทก ามะถนเกดการแยกตวมาอยทผวยางสามารถท าไดโดยผสม

ก ามะถนเขาไปในยางทต าทสดเทาทจะท าไดหรออาจใชก ามะถนชนดไมละลาย (Insoluble sulfur)

แทนก ามะถนธรรมดาซงเปนแบบชนดละลาย (Soluble sulfur) แตก ามะถนชนดไมละลายไมคงตว

จะเปลยนเปนก ามะถนชนดละลายภายใน 10 - 20 นาท ในกระบวนการแปรรปยางจะตองใหอณหภม

ของยางต าเพอปองกนไมใหก ามะถนชนดไมละลายเปลยนรป ในการใชงานจรงๆ อาจใชก ามะถนชนด

ไมละลายปนกบก ามะถนชนดละลายกได เชน ใชก ามะถนชนดไมละลายประมาณ 70 % ของปรมาณ

ทงหมด จะลดการตกผลกของก ามะถนทผวทางได

ขอดของก ามะถน

1. ก ามะถนมราคาคอนขางถก ท าใหตนทนต า

2. กระจายตวงายในยาง

3. ไมเปนอนตรายตอสขภาพ

13

4. มผลโดยตรงตอสารเรง จงเปนตวควบคมอตราการเกดวลคาไนซ

ขอเสยของก ามะถน

1. มแนวโนมท าใหเกดการแยกตวมาอยทผวยาง

2. มการตดสของซลไฟต

3. เมอน ายางทผสมก ามะถนไปอบจะมความตานทานตอความรอนไมด

4. มขดจ ากดในการใช คอ ใชไดกบยางทไมอมตว

นอกจากก ามะถนแลว ยงมธาตอนๆ ทคลายก ามะถน ท าหนาทเปนสารท าใหยางคงรปหรอ

สารวลคาไนซง ไดแก ซลเนยม (Selenium) และเทลลเรยม (Tellurium) ใชแทนก ามะถนเมอตองการ

สมบตความตานทานตอความรอน แตปฏกรยามสาร 2 ตวนท ากบยางไมดเทากบก ามะถน และยง

เปนพษ โดยทวไปนยมใชเปนสารท าใหยางคงรปเสรมรวมกบก ามะถน ซงจะท าใหใชปรมาณ

ก ามะถนลดลง และท าใหไดยางทมความตานทานตอความรอน และไอน า และมโมดลสสงขนดวย

2. สารทใหก ามะถน (Sulfur donor) หมายถง สารทมก ามะถนเปนองคประกอบ และสลาย

ใหก ามะถนทของการคงรป ไดแก ทเอมทด TMTD (Tetramethyl thiuram disulphide) ดทดเอม

DTDM (Dimorpholine disulphide หรอ Dithiodimorpholine) ดพทท DPTT (Dipentamethylene

thiuram tetrasulphide) การใชสารทใหก ามะถน จะใชรวมกบปรมาณเลกนอยของก ามะถน คอ ใช

ก ามะถนต ากวา 1 phr รวมกบสารทใหก ามะถน 3 - 4 phr หรอบางกรณอาจไมใชก ามะถนเลยกได

โครงสรางของการเชอมโยงโมเลกลทเกดขนมประสทธภาพแขงแรงดกวาการเชอมโยงโมเลกลยาง

โดยระบบทใชก ามะถน ตามปกตไมเกดการบลม (Bloom) ทผวยางชวยใหเกดความปลอดภยใน

กระบวนการผลต คอ ไมเกดการคงรปกอนก าหนด และผลตภณฑทไดมความตานทานตอการ

เสอมสภาพทสงดกวา และใหโมดลสสงกวาการใชก ามะถนลวนๆ ในปรมาณเทากนแตการใชสารท

ใหก ามะถนจะมราคาแพงกวาการใชก ามะถนเพยงอยางเดยว เพราะสารนมราคาแพงกวาก ามะถน

ธรรมดา และตองใชในปรมาณมาก

3. สารอนๆ ทไมใชก ามะถน สามารถแบงไดเปน 3 ชนด คอ

3.1 โลหะออกไซด (Metallic oxides) ซงไดแก พวกซงคออกไซด (Zinc oxide, ZnO)

แมกนเซยมออกไซด (Magnesium oxide, MgO) ตะกวออกไซด (Lead oxide, PbO) ใชในการ

วลคาไนซยางบางชนด เชน ซงคออกไซด แมกนเซยมออกไซด ใชวลคาไนซยาง Neoprene (CR)

14

แมกนเซยมออกไซด ใชวลคาไนซยาง Fluoroelastomer (FPM) ตะกวออกไซด แมกนเซยมออกไซด

ใชวลคาไนซยางไฮพาลอน (CSM)

3.2 สารพวกทมหมฟงกชนทไวตอปฏกรยา 2 หม สารพวกนจะฟอรมการเชอมโยงใน

โมเลกลยางโดยท าปฏกรยากบแขนงของสายโมเลกล เชน การใช Epoxy resin วลคาไนซ ยาง NBR

การใช Quinone dioxime วลคาไนซยาง IIR เปนตน

3.3 สารเพอรอกไซด (Peroxide) ใชสารเพอรอกไซดเพอการคงรปยางไดทงพวกทมความ

อมตว เชน ยางซลโคน และพวกทไมอมตว หรอพวกทไมมกรปทไวตอปฏกรยา การคงรปสาร

เพอรอกไซดทนยมใชกบยางควรเปนสารทมความเสถยรทจะเกบรกษาไวไดนานมความวองไว

พอสมควรในการท าปฏกรยากบยางทของการคงรป และปลอดภยในการใชซงไดแก Dicumyl

peroxide, Benzoyl peroxide

ขอดของสารเพอรอกไซด

1. เกดการคงรปแบบ plateau cure ยางทก ๆ สวนจะเกดการคงรปในเวลาใกลเคยงกน

2. สมบตดาน compression set ดมาก

3. มความตานทานตอความรอนดมาก

4. ไมเกดปญหาการ bloom

5. ใหผลตภณฑทมสสดใส

6. สมบตทางไฟฟาดมาก

ขอเสยของสารเพอรอกไซด

1. ราคาแพงกวาการใชก ามะถน

2. มความตานทานตอแรงดงต าากวายางทท าใหคงรปโดยใชก ามะถน

3. คอนขางจะมกลน

4. Induction period สนมาก

5. สมบตสวนใหญจะต าากวายางทใชก ามะถน

2.2.2 สารกระตนหรอสารเสรมตวเรง (Activator) สารกระตนหรอสารเสรมตวเรง (Activator)

เปนสารทชวยเรงอตราการวลคาไนซยางใหเรวขน โดยการท าใหสารเรงมความวองไวตอปฏกรยา เพอ

จะไดเกดประสทธภาพมากขนจะไปเรงอตราการวลคาไนซยางใหเรวขน และปรบปรงสมบตของ

ผลตภณฑใหดยงขน โดยท าใหยางมโมดลสสงขน

15

ชนดของสารกระตน สามารถแบงเปน 2 ประเภท คอ

1. พวกอนนทรยซงสวนใหญเปนพวกโลหะออกไซด ไดแก ซงคออกไซด (Zinc oxide,

ZnO) แคดเมยมออกไซด (Cadmium oxide,CdO) แคลเซยมไฮดรอกไซด (Cacium hydroxide,

Ca(OH)2) แมกนเซยมออกไซด (Magnesium oxide, MgO) ในบรรดาสารตางเหลาน ซงคออกไซด

เปนสารทนยมใชกนโดยทวไป ซงคออกไซด (Zinc oxide, ZnO) เปนสารทจ าเปนในการท าใหยาง

คงรปไดสมบรณเปนสารทมราคาคอนขางแพง เนองจากมความถวงจ าเพาะสง คอ 5.57 ควร

หลกเลยงการใชซงคออกไซดมากเกนไป ปรมาณการใชซงคออกไซดนยมใชในปรมาณ 3 - 5 phr

แตถาซงคออกไซดมขนาดอนภาคเลกสามารถลดปรมาณการใชเหลอเพยง 1 phr ได ซงจะท าใหได

ยางทมโมดลสสง และยางมลกษณะโปรงใส ซงคออกไซดสามารถจดเกรดไดตามความบรสทธปกต

ซงคออกไซดจะมตะกวปนอยซงท าใหสของยางคล าได ดงนน การจดเกรดของซงคออกไซดจะ

ขนกบปรมาณตะกวทเพมขน จะแบงเปน ชนด White seal เมอมปรมาณตะกวนอย และชนด Red

seal เมอมปรมาณตะกวมาก กรณยางสด า สามารถใชซงคออกไซดชนด Red seal ได แตถาตองการ

ยางทมสขาวหรอสสดจะตองใชซงคออกไซด ชนด White seal อาจใชเบสกซงคคารบอเนตแทน

ซงคออกไซด เพราะมความสามารถในการละลายในยางไดดกวาใชในปรมาณมากๆ ได เหมาะทจะ

ใชในยางโปรงใส ถาเบสกซงคคารบอเนตถกบดใหมขนาดเลก เรยกวา Transparent zinc oxide จะ

ท าใหยางสใส และโปรงใสอกดวย นอกจากนซงคอกไซดบางชนดทมอนภาคเลก และอยปนกบ

ออกไซดของโลหะตวอนซง เรยกวา Active zinc oxide กสามารถใชกบยางได โดยใสในปรมาณ

นอยจะท าใหยางใสเชนเดยวกน และยงท าใหสมบตทางกายภาพของยาง ไดแก โมดลส ความ

ตานทานตอการฉกขาด ความตานทานตอการสกหรอดขน

2. พวกอนทรยสารกระตนพวกอนทรยทส าคญ คอ กรดไขมน เชน กรดสเตยรก (Stearic

acid) กรดลอรค (Lauric acid) กรดปาลมมตก (Palmitic acid) เปนตน กรดไขมนเปนสารทจ าเปนใน

การใชสารกระตนส าหรบสารเรงบางตว โดยเฉพาะพวกไธอาโซล กรดไขมนทนยมใชเปนสาร

กระตนมากทสด คอ กรดสเตยรก (Stearic acid) ปรมาณทใชในยางจะขนกบชนดของยาง ถายางม

กรดไขมนอยแลวกไมจ าเปนตองใสหรอใสในปรมาณนอยโดยทวๆ ไปในการผสมสารเคมกบยาง

ธรรมชาตจะใสกรดสเตยรกประมาณ 1 - 3 phr เพอลดอตราการ Cure ทแตกตางกนลง และเปนการ

ปองกนการขาดกรดไขมนทอยในยางเพราะการขาดนอาจท าใหสมบตทางกายภาพแตกตางไปได

16

2.2.3 สารเรง (Accelerator) ไดแก ในการวลคาไนซยางธรรมชาต ถาใชสารท าใหยางคงรป

เพยงอยางเดยว เชนก ามะถนจะท าใหเกดการวลคาไนซชามาก ตองใชก ามะถนปรมาณมาก และ

การวลคาไนซใชเวลานานทสง แตถาใชสารเรงจะชวยลดเวลา ลดอณหภมในการวลคาไนซ และยง

เปนการชวยปรบปรงสมบตใหกบผลตภณฑอกดวยในการลดเวลาวลคาไนซยางนน โดยปกตจะ

ขนอยกบปรมาณและ/หรอชนดของสารทใช

การใชสารเรงสามารถแบงไดเปน 3 ระบบ คอ

1. ระบบการใชสารเรงเพยงชนดเดยว (Primary accelerator) ใหพอเพยงทจะวลคาไนซยาง

ตามเวลาทตองการ

2. ระบบการใชสารเรงตงแต 2 ชนดขนไป ซงประกอบดวยชนดหนงใชในปรมาณมากเปน

Primary accelerator และอกชนดหนงใชในปรมาณนอยเปน Secondary accelerator (10 – 20 % ของ

ปรมาณสารเรงทงหมด) เพอชวยเสรม และปรบปรงสมบตของผลตภณฑ การใชระบบวลคาไนซทม

สารเรงตงแต 2 ชนดขนไป จะไดผลตภณฑทมคณภาพดกวาการใชระบบสารใดสารหนงเพยงอยางเดยว

3. ระบบการใชสารเรงทมปฏกรยาชา (Delayed action accelerator) สารประเภทนจะไม

เกดปฏกรยาขณะกรรมวธกอนการวลคาไนซ ซงเปนการปองกนปญหายางเกดการวลคาไนซกอนเวลา

ประเภทของสารเรง

สารเรงมหลายชนดจงตองมการจดเปนหมวดหมซงในระยะแรกการจดประเภทของสารเรง

จะจดตามความเรวในการเรงใหยางเกดการวลคาไนซ ซงแบงไดเปน 4 ประเภท คอ

1. พวกปฏกรยาชา (Slow accelerator) ไดแก กวนดน

2. พวกปฏกรยาเรวปานกลาง (Medium fast accelerator) ไดแก ไธอาโซล ซลฟนาไมด

3. พวกปฏกรยาเรว (Fast accelerator) ไดแก ไธยแรม ไดไธโอคารบาเมต

4. พวกปฏกรยาเรวมาก (Ultra fast accelerator) ไดแก แซนแตท

2.2.4 สารตวเตม (Filler) เปนสารอนๆ ทไมใชยางทใสลงไปในยาง เพอลดตนทนในการ

ผลตหรอเพอปรบปรงสมบตของยางใหดขน แบงเปน 2 ประเภท คอ สารตวเตมเสรมแรง เชน ซลกา

เขมาด า และสารตวเตมไมเสรมแรง เชน ดนขาว ทลคม แคลเซยมคารบอเนต

สารตวเตมเสรมแรงหมายถง สารตวเตมทเพมความหนดใหยางคอมพาวดและปรบปรง

สมบตตางๆ ของยางคงรป เชน โมดลส ความทนทานตอแรงดง ความทนทานตอการฉกขาด และ

17

ความตานทานตอการขดถ เปนตน โดยปจจยทมอทธพลตอการเสรมแรง เชน ขนาดอนภาค

โครงสรางสารตวเตม ความวองไวทางปฏกรยาของพนผว

1. ซลกา (Silica)

2. เขมาด า (Carbon black)

2.2.5 สารชวยในการแปรรปยางหรอสารพลาสตไซเซอร (Plasticiser) เปนสารท าใหยางนม

สารพลาสตไซเซอร (Plasticiser) แบงออกเปน 2 ประเภทดงน

1. สารท าใหยางนมโดยทางเคม (Chemical plasticser) เปนสารเคมทเมอใสเขาไป

ในยางจะท าใหยางนมและลดเวลาของการบดยางลงการใชงานมกใชกบยางธรรมชาต และ

ยางสงเคราะหมกใสสารเคมประเภทนลงไปในยางเมอเรมตนการผสม หรอบดในเครองบด

2 ลกกลง และปลอยใหสารท าปฏกรยากบยางเปนระยะเวลาสนๆ กอนทจะใสสารอนลงไป

ได แก Sulphonic acid, Xylyl mercaptan

2. สารชวยท าใหยางนมโดยทางกายภาพ (Physical plasticiser) เปนสารพลาสตไซ

เซอรทใสเขาไปแลวจะท าหนาทเปนตวหลอลนระหวางโมเลกลยางท าใหโมเลกลของยาง

เคลอนไหวไดงาย ยางจะนมลง แปรรปไดงายขนทส าคญไดแก น ามนปโตรเลยม น ามนเอส

เทอร

2.2.6 สารปองกนยางเสอมสภาพ (Protective agent) ไดแก สารเคมทเตมลงไปเพอปองกน

การเสอมสภาพของยางจากปจจยตางๆ เชน ความรอน แสงแดด และสารตานทานปฏกรยา

ออกซเดชน (Antioxidant) หรอสารตานทานปฏกรยาโอโซน (Antiozonant) ซงสารทง 2 ชนดจะท า

ใหยางมอายการใชงานของผลตภณฑยางยาวขน สารปองกนการเสอมสภาพนจะใชในยางทมพนธะ

คอยในสายโซหลกของโมเลกลและปรมาณของสารปองกนการเสอมสภาพทใชนยมใชอยในชวง

1 - 3 phr โดยสารปองกนการเสอมสภาพสามารถแบงไดเปนดงตารางท 2.2

18

ตารางท 2.22 ประเภทของสารปองกนการเสอมสภาพ เปลยนสยาง ไมเปลยนสยาง

อนพนธของฟนลลนไดเอมน

เชน IPPD, 6PPD

อนพนธของฟนอล

เชน BHT, BPH, SPH

อนพนธของไดไฮโดรควโนลน

เชน TMQ

2.3 การวลคาไนซ (Vulcanization) [11, 24, 25]

การวลคาไนซ คอ กระบวนการทจะเปลยนโครงสรางโมเลกลของยางจากเสนตรงเปน

รางแหเชอมโยง เพอท าใหยางมสมบตเชงกลทดขน และมสมบตทเหมาะสมในการน าไปใชงานเปน

ผลตภณฑตางๆ น าไปใชงานเปนผลตภณฑตางๆ ในกระบวนการวลคาไนเซชนนนโมเลกลของยาง

จะตองมการท าปฏกรยาทางเคมกบสารเชอมโยง (Vulcanizing agent) ซงแบงเปน 2 ระบบ ดงน

2.3.1 ระบบวลคาไนเซชนยางโดยก ามะถน

ใชก ามะถนในปรมาณทพอเหมาะทสงกวาจดหลอมเหลวของก ามะถน โดยก ามะถนทน ามา

ท าปฏกรยาดวยนจะสรางพนธะโคเวเลนตเชอมระหวางโซพอลเมอรใหเปนโมเลกลเดยวกนท าให

ยางมคณภาพคงตวในอณหภมตางๆ มความยดหยนไดดมากขน ทนความรอนและแสงแดด ละลาย

ในตวท าละลายไดยากขน เชน ปกตยางธรรมชาตเมอไดรบความรอนจะเหนยวและออนตว แตเมอ

อณหภมต าลงจะแขงและเปราะฉะนนจงตองปรบคณภาพของยางธรรมชาต กอนน ามาใชประโยชน

ปฏกรยานถกคนพบโดยบงเอญโดย ชารลส กดเยยร (Charles Goodyear)

ในระบบวลคาไนซยางโดยก ามะถนนนสามารถแบงออกไดเปน 3 ประเภท ขนกบลกษณะ

การใชก ามะถนในการเกดพนธะเชอมโยงระหวางโมเลกลของยาง คอ

1. ระบบวลคาไนซแบบปกต (Conventional vulcanized system, C.V.)

2. ระบบวลคาไนซแบบกงประสทธภาพ (Semi-efficiently vulcanized system, semi - E.V.)

3. ระบบวลคาไนซแบบมประสทธภาพ (Efficiently vulcanized system, E.V.)

โดยสวนใหญการวลคาไนซในระบบปกต (C.V.) จ านวนอะตอมของก ามะถนทใชในพนธะ

เชอมโยงจะเปนแบบใชก ามะถนมากกวาหนงอะตอมตอหนงพนธะ (Polysulfidic crosslink) ดงนน

19

จงไดมการปรบปรงใหเกดพนธะทดขน ใหเปนแบบการใชก ามะถนหนงอะตอมตอหนงพนธะ

เชอมโยง (Monosulfidic crosslink) โดยการเพมสดสวนของสารตวเรงในกลมไธยแรมไดซลไฟด

กบซลฟนาไมด ซงเปนสารตวเรงทมสมบตเปนสารใหก ามะถน (Sulfur donor) ตอก ามะถนให

สงขน มการเรมใชวธนตงแตป ค.ศ. 1950 ซงในระบบนจะท าใหสมบตทนตอความรอนทดขนใน

ยางธรรมชาต และใหความตานทานตอความลาทดขนในยางเอสบอาร แตสมบตเชงกลทวไป เชน

โมดลส, ระยะยดเมอขาด ในระบบนไมดเทาระบบปกต ในระบบอวนจะใชก ามะถน 0.3 - 0.8 phr

และสารตวเรง 6.0 - 2.5 phr

2.3.2 ระบบวลคาไนซดวยเพอรอกไซด

เปนระบบทนยมใชในการวลคาไนซยางชนดพเศษมากทสดการวลคาไนซดวย เพอรอกไซด

จะท าใหโมเลกลยางเกดการเชอมโยงกนเปนตาขาย 3 มต โดยพนธะคารบอน - คารบอน (C-C bond)

ซงเปนพนธะทมความเสถยรตอความรอนสงดวยเหตน ยางวลคาไนซทไดจงมความทนตอความ

รอนและมสมบตการเสยรปถาวรหลงกด (Compression set) ทด

1. กลไกการวลคาไนซ การวลคาไนซยางดวยเพอรอกไซด เมอยางไดรบความรอนเพอรอกไซดจะแตกตวตรง

พนธะระหวาง ออกซเจน - ออกซเจน (O-O bond) เกดเปนอนมลอสระแอลคอกซจะเขาไปดงอะตอมของไฮโดรเจนจากโมเลกลยางท าใหโมเลกลยางกลายเปนอนมลอสระ และเมออนมลอสระของโมเลกลยาง 2 โมเลกลเขามาท าปฏกรยากจะกอใหเกดพนธะเชอมโยงโมเลกลยางอยางไรกดหากโมเลกลยางมพนธะคเปนองคประกอบอนมลอสระแอลคอกซบางสวนจะเขาไปท าปฏกรยาตรงต าแหนงพนธะคเกดเปนอนมลอสระชนไดเชนกน

2. การเลอกชนดของเพอรอกไซด

เพอรอกไซดสามารถแบงออกไดเปนหลายกลมตามลกษณะโครงสรางทางเคม แต เพอรอกไซดทนยมน ามาใชในการวลคาไนซยางมากทสด 2 กลมแรก คอ ไดแอลคลเพอรอกไซด (Di alkyl peroxide) และเพอรออกซคทล (Peroxy ketals) สวนเพอรอกไซดอกกลมหนซงนยมใชในการวลคาไนซยางซลโคน คอ ไดเอซลเพอรอกไซด (Di acyl peroxide) ตวอยางส าคญของเพอรอกไซดในกลมน เชน เบนโซอลเพอรอกไซด (Benzoyl peroxide)

20

2.4 การทดสอบสมบตยาง [26] การทดสอบสมบตตางๆ ของยางเพอควบคมคณภาพยางใหดยงขน สวนใหญการทดสอบจะ

อางองตามมาตรฐาน ASTM ซงเปนมาตรฐานทนยมใชกนอยางแพรหลายในอตสาหกรรมยางไทย

การทดสอบทเกยวของกบอตสาหกรรมยางแบงออกเปน 3 กลมใหญๆ ไดแก การทดสอบ

คณภาพยางดบ การทดสอบสมบตในกระบวนการผลต การทดสอบสมบตของยางทผานการขนรป

2.4.1 การทดสอบคณภาพของยางดบ

การทดสอบสมบตทางกายภาพของยางสวนใหญ ถาเปนยางธรรมชาตจะมการทดสอบ

สงเจอปน ความชน และสารประกอบบางอยาง เชน ไนโตรเจน ผงเถา ความออนตว ดชนความออน

ตวของยาง (Plasticity and plasticity retention index) และคาความหนดมนน (Mooney viscosity)

สวนยางสงเคราะหมกทดสอบคาความหนดมนน

2.4.2 การทดสอบในกระบวนการผลต

สมบตทจ าเปน ไดแก ความนม - แขงของยาง ซงแสดงในรปของคาความหนดมนน กรณท

ตองการศกษาการไหล (Rheology) ตองใชเครอง Capillary rheometer ในการศกษาลกษณะการ

คงรปของยางกจะวดโดยใชเครอง Oscillating disc rheometer หรอ Moving die rheometer เปนตน

2.4.3 การทดสอบสมบตของยางทผานการขนรปแลว

สมบตพนฐานของยางคงรปทตองทดสอบ ไดแก สมบตแรงดง (Tensile properties) เชน คา

ความทนตอแรงดง (Tensile strength) คาโมดลส (Modulus) และคาการยดตว ณ จดขาด (Elongation at

break) ความทนตอการฉกขาด (Tear strength) ความแขง (Hardness) การหกงอ (Flex cracking) การลา

ตว (Fatigue) ความตานทานโอโซน (Ozone resistance) การกระเดงตว (Rebound resilience) ความทน

ตอการขดส (Abrasion resistance) การยบตวถาวรหลงกด (Compression set) ความรอนสะสม (Heat

build - up) เปนตน

บทท 3

บทท 3 วธการด าเนนงาน บทท 3

การศกษาถงความเปนไปไดในการน ากากกาแฟมาใชเปนสารชวยในการกระจายตวของ

ซลกา โดยใชกากกาแฟในปรมาณตางๆ เพอหาชวงปรมาณทเหมาะสมทสด เปนสารตวเตม รวมทง

ศกษาสมบตเชงกลตางๆ ของยางคงรป ซงไดมการวางขอบเขตของงานวจยโดยมสารเคมและ

อปกรณเครองมอพรอมทงวธด าเนนการทดลองดงตอไปน

3.1 สารเคม สารเคมทงหมดทใชในการศกษาถงความเปนไปไดในการใชกากกาแฟเปนสารตวเตมและ

สารชวยในการกระจายตวของซลกา แสดงดงน 3.1.1 กากกาแฟ จากรานเชยงราย สาขา มหดล ศาลายา สายพนธ อะราบกา

3.1.2 ยางธรรมชาต (NR) เกรด STR 5L บรษท ยเนยนรบเบอรโพรดกส จ ากด

3.1.3 ก ามะถน (Sulfur) เปนสารคงรป บรษท เคมมนคอรปอเรชน จ ากด

3.1.4 ซงคออกไซด (Zinc oxide, ZnO) เปนสารกระตนปฏกรยา บรษท เคมมนคอรปอเรชน

จ ากด

3.1.5 กรดสเตยรค (Stearic acid) เปนสารกระตนปฏกรยา บรษท เคมมนคอรปอเรชน จ ากด

3.1.6 บวทลเบนโซไทอะโซลซลฟนาไมด (TBBS) เปนสารเรงปฏกรยา บรษท รไลแอนซ

เทคโนเคม จ ากด

3.1.7 เตตระเมทลไทยแรมไดซลไฟด (TMTD) เปนสารเรงปฏกรยา บรษท รไลแอนซเทค

โนเคม จ ากด

3.1.8 ซลกอนไดออกไซด (SiO2) Hisil 255s บรษท โตกยามาสยาม จ ากด

3.1.9 โทลอน (Toluene) เกรด AR grade บรษท แลบ แสกน เอเชย จ ากด

3.2 เครองมอและอปกรณ

3.2.1 เครองวดขนาดอนภาค Malvern instruments (รน Mastersizer 2000 ver. 5.60, UK)

3.2.2 เครอง Video meter avatar VMZ

3.2.3 เครอง FTIR Bruker รน Equinox 55

22

3.2.4 เครอง XRF (X - ray fluorescence)

3.2.5 เครองอบ (Aging oven; Elastocon EB 10, UK) ท 70 °C

3.2.6 เครองชง 4 ต าแหนง Denver instrument company รน TC 254

3.2.7 เครองผสมยางแบบเครองรด 2 ลกกลง (Two - roll mill; Collin W100T, Germany)

3.2.8 เครองศกษาลกษณะการคงรป ตามมาตรฐาน ASTM D2084 (Cure characteristics;

TecPro: RheoTech MD+, USA) ท 150 °C

3.2.9 เครองคงรปและขนรป ดวยเครองอดไฮดรอลก (Compression molding; Wabash:

Genesis Press, Model G30H15GX, USA) ท 150 °C

3.2.10 เครองทดสอบสมบตของยางตามมาตรฐานตางๆ

1) ความหนาแนน (Mirage electronic densimeter; Mirage MD200S, USA) ตาม

มาตรฐาน ASTM D297

2) ความทนทานตอแรงดง (Tensile properties; Die type C, 500 mm/min; Instron

Universal Testing Machine 3366, USA) ตามมาตรฐาน ASTM D412

3) ความแขง (Shore A hardness; Wallace Cogenix H17A, UK) ตามมาตรฐาน

ASTM D2240

4) ทนทานตอการฉกขาด (Tear strength; Die type B, 500 mm/min ; Instron Universal

Testing Machine 3366, USA) ตามมาตรฐาน ASTM D624

5) ทนทานตอการขดถ (DIN abrasion tester; Zwick, Model 6103, 2.5 N, USA) ตาม

มาตรฐาน ASTM D5963

6) ความทนทานตอการเสยรปหลงการกดอด Method B (Compression set tester;

CEAST 000/6245, Room Temperature and 100 °C, 22 ชวโมง)ตามมาตรฐาน

ASTM D395

7) ความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต (Crosslinked density) ความทนทานตอการ

บมเรงดวยความรอน (Aging properties) โดยท าการบมเรงดวยตอบลมรอน (Aging

oven; Elastocon EB 10, UK) ท 100 oC, 22 ชวโมง

3.2.11 ถาดอบกากกาแฟ

3.2.12 ภาชนะใสสารเคม เชน ถวยพลาสตก

3.2.13 เครองวดความหนาแนน (Electronic densimeter, MD 2005)

23

3.2.14 เครองวดความหนา

3.3 การเตรยมกากกาแฟ กากกาแฟทใชในการทดสอบมาจากสายพนธอะราบกา โดยรวบรวมมาจากรานเชยงราย

สาขา มหดล ศาลายา ซงมรายละเอยดในการเตรยมกากกาแฟดงน 3.3.1 น ากากกาแฟมาตากใหแหง

3.3.2 อบกากกาแฟท 70 °C เปนเวลา 3 ชวโมง เพอไลความชน

3.3.3 รอนขนาดอนภาคของกากกาแฟ

3.4 การศกษาลกษณะทางกายภาพของกากกาแฟ การศกษาลกษณะทางกายภาพของกากกาแฟทผานการบมเรงแลวนนไดท าการทดสอบดวย

วธตางๆ ดงน 3.4.1 การศกษาลกษณะพนผวของกากกาแฟ ดวยเครอง Video meter โดยน ากากกาแฟท

ผานการรอนขนาดอนภาคแลวเขาเครอง Video meter ทก าลงขยายตางๆ เพอด

ลกษณะ และพนผวตางๆ ของกากกาแฟ

3.4.2 การศกษาขนาดอนภาคของกากกาแฟดวยเครอง Mastersizer

3.4.3 การศกษาการดดกลนรงสในชวงอนฟราเรดของกากกาแฟเพอหาโครงสราง

สารประกอบอนทรยทมอยในกากกาแฟดวยเครอง FTIR spectrophotometer (Single

ATR) Bruker รน Equinox 55

3.4.4 การศกษาหาองคประกอบทางเคมของกากกาแฟดวยเครอง XRF

3.5 การเตรยมสารเคมยางในปรมาณอตราสวนตางๆ เมอเตรยมกากกาแฟเรยบรอยแลว จะเตรยมสารเคมยางตางๆ ตามสตรโดยการชงน าหนกดวย

เครองชง 2 ต าแหนง แลวน าไปผสมเคมยางดวยเครองผสมแบบ 2 ลกกลง (Two - roll mill) ท 50 °C

ความเรวรอบในการหมนของโรเตอรเทากบ 20 รอบตอนาท ซงการทดลองแบงออกเปน 2 สวน

3.5.1 ผสมยางธรรมชาตกบกากกาแฟในปรมาณ 0, 5, 10, 15 และ 20 phr (GC 0 - 20) ดง

ตารางท 3.1 สตรการผสมเคมยาง (GC 0 - 20) โดยก าหนดให ระยะเวลาในการผสมเทากบ 30 นาท

ในการผสมเคมยางไดท าการบดยางเปนเวลา 2 นาท จากน น จงเตมซงคออกไซดรวมกบ

กรดสเตยรก และบดผสมตอเปนเวลา 10 นาทจากนนจงเตมกากกาแฟ แลวบดผสมตออก 13 นาท

24

สดทาย จงท าการเตมบวทลเบนโซไทอะโซลซลฟนาไมด เตตระเมทลไทยแรมไดซลไฟด และ

ก ามะถน เมอเสรจสนการผสมทนาทท 30 ใหรดยางเปนแผนบางเพอระบายความรอนออกจากยาง

คอมพาวดหลงจากนนจงน ายางคอมพาวดทเตรยมไดไปทดสอบหาระยะเวลาทเหมาะสมของ

ปฏกรยาวลคาไนเซชน และน าไปคงรปและขนรปดวยเครองอดไฮดรอลก

ตารางท 3.13 สตรการผสมเคมยาง (GC 0 - 20)

3.5.2 ผสมยางธรรมชาต กบ ซลกา และกากกาแฟ ในปรมาณ 0, 5, 10, 15 และ 20 phr (GC

0 - 20) ดงตารางท 3.2 สตรการผสมเคมยาง (SiGC 0 - 20) โดยก าหนดใหระยะเวลาในการผสม

เทากบ 35 นาท ในการผสมเคมยางไดท าการบดยางเปนเวลา 2 นาท จากนนจงเตมซงคออกไซด

รวมกบกรดสเตยรกและบดผสมตอเปนเวลา 3 นาท จงเตมซลกาแลวบดผสมตออก 15 นาท จากนน

จงเตมกากกาแฟแลวบดผสมตออก 10 นาท สดทายจงท าการเตมบวทลเบนโซไทอะโซลซลฟนาไมด

เตตระเมทลไทยแรมไดซลไฟด และก ามะถน เมอเสรจสนการผสมทนาทท 35 ใหรดยางเปนแผน

บางเพอระบายความรอนออกจากยางคอมพาวดหลงจากนนจงน ายางคอมพาวดทเตรยมไดไป

ทดสอบหาระยะเวลาทเหมาะสมของปฏกรยาวลคาไนเซชน และน าไปคงรปและขนรปดวยเครอง

อดไฮดรอลก

Materials Role as Density GC-0 GC-5 GC-10 GC-15 GC-20

NR STR 5L Matrix 0.92 100 100 100 100 100

ZnO Activator 5.6 3 3 3 3 3

Stearic acid Activator 0.85 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

Ground Coffee Filler 0.5 0 5 10 15 20

TBBS Accelerator 1.3 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

TMTD Accelerator 1.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

Sulfur Curing agent 2.1 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

25

ตารางท 3.24 สตรการผสมเคมยาง (SiGC 0 - 20)

3.6 การทดสอบหาระยะเวลาในการเกดปฏกรยาวลคาไนเซชนของยางคอมพาวด

ยางคอมพาวดทไดทง 2 สตร ตดใหมน าหนกประมาณ 5 กรม ไปหาระยะเวลาทเหมาะสม

ของปฏกรยาวลคาไนเซชนดวยเครอง Moving Die Rheometer โดยมองศาการแกวงของหว Die

คงทท 0.5 ° และความถการแกวงของหว Die คงทท 100 รอบตอนาท อณหภมทใชคอ 150 °C เพอ

หาระยะเวลาในการเกดปฏกรยาวลคาไนเวชนโดยจะท าการบนทกคาระยะเวลาสกอรช (ts2) และ

ระยะเวลาในการคงรปทเหมาะสม (tc100)

3.7 การคงรปและขนรปของผลตภณฑยาง การคงรปและขนรปของผลตภณฑยางท าไดโดยการน ายางสวนทเหลอจากการทดสอบหา

ระยะเวลาทเหมาะสมในการเกดปฏกรยาวลคาไนเซชน ใสลงในแมพมพรปทรงตามมาตรฐานใน

การทดสอบยางคงรปแบบตางๆ ในปรมาณดงตอไปน

3.7.1 รปเปนสเหลยมผนผา ขนาด 120×150×2 mm ใชยางคอมพาวดหนงแผนหนกประมาณ

60 กรม จ านวน 3 แผน

3.7.2 รปทรงกระบอก ขนาดเสนผานศนยกลาง 16 mm หนา 12 mm ใชยางคอมพาวดหนง

ชนหนกประมาณ 3 กรม จ านวน 6 ชน

3.7.2 รปทรงกระบอก ขนาดเสนผานศนยกลาง 10 mm หนา 6 mm ใชยางคอมพาวดหนง

แผนหนกประมาณ 1.8 กรม จ านวน 6 ชน

Materials Role as Density SiGC-5 SiGC-10 SiGC-15 SiGC-20

NR STR 5L Matrix 0.92 100 100 100 100

ZnO Activator 5.6 3 3 3 3

Stearic acid Activator 0.85 1.5 1.5 1.5 1.5

Ground Coffee Filler 0.5 5 10 15 20

Psi Reinforcing filler 1.95 20 20 20 20

TBBS Accelerator 1.3 1.2 1.2 1.2 1.2

TMTD Accelerator 1.4 0.3 0.3 0.3 0.3

Sulfur Curing agent 2.1 1.5 1.5 1.5 1.5

26

หลงจากชงน าหนกยางคอมพาวดแลวจงน าเขาเครองอดไฮดรอลก (Compression molding)

ท 150 °C ตามระยะเวลาทไดจากการวดดวยเครอง Moving Die Rheometer

3.8 การทดสอบสมบตของผลตภณฑยาง น ายางทผานการคงรปและขนรปแลว ตดชนทดสอบออกเปนรปทรงตางๆ จากนนจงน าไป

ทดสอบสมบตตางๆ โดยมรายละเอยดดงน

3.8.1 การศกษาความทนทานตอแรงดง

น ายางทขนรปเปนแผนสเหลยม มาตดเปนรปดมเบล จ านวน 10 ชน จากนนน าชนทดสอบ

มาวดความหนา ชนละ 3 ครง แลวเฉลยคาความหนาของแตละชน และแบงชนทดสอบออกเปน 2

สวน ดงน [27]

3.8.1.1 น าชนทดสอบไปบมเรงดวยความรอนท 100 °C เปนระยะเวลา 22 ชวโมง เมอครบ

ก าหนด น ายางออกจากตอบแลวปลอยใหเยนลง ณ อณหภมหอง เปนเวลาอยางนอย 30 นาท แลวน า

ยางไปวดสมบตเชงกลดวยเครอง Universal Testing Machine 3366 ดวยอตราในการดงยาง 500

mm/min จ านวน 5 ชน

3.8.1.2 น าชนทดสอบไปวดสมบตเชงกลดวยเครอง Universal Testing Machine 3366 ดวย

อตราในการดงยาง 500 mm/min จ านวน 5 ชน

รปท 3.14 ชนทดสอบแรงดง (Tensile test specimen)

3.8.2 การศกษาความทนทานตอการฉกขาด

น ายางทขนรปเปนแผนสเหลยม มาตดเปนรปคลายดมเบลทมรอยฉกขาด ดงรปท 3.2

จ านวน 5 ชน จากนนน าชนทดสอบมาวดความหนา ชนละ 3 ครง แลวเฉลยคาความหนาของ

แตละชน จากนนน าชนทดสอบไปทดสอบความทนทานตอการฉกขาดดวยเครอง Universal

Testing Machine 3366 ดวยอตราในการดงยาง 500 mm/min จ านวน 5 ชน

27

รปท 3.2 5ชนทดสอบการฉกขาด (Tear test specimen)

3.8.3 การวดคาความแขง

น ายางคงรปทใชในการทดสอบความทนทานตอแรงดงเปนรปดมเบล โดยยางคงรปดงกลาวยงไมท าการทดสอบความทนทานตอแรงดง แบงเปน 2 สวน ดงน [28]

3.8.3.1 น าชนทดสอบความทนทานตอแรงดงทผานการบมเรงท 100 °C เปนระยะเวลา 22

ชวโมง แลว กอนน าไปทดสอบความทนทานตอแรงดง น ามาวดคาความแขง (Durometer) มหนวย

เปน Shore A โดยท าการวด 6 ครง ณ ต าแหนงตางๆ ของชนทดสอบ แลวหาคาเฉลย

3.8.3.2 น าชนทดสอบความทนทานตอแรงดงทไมผานการบมเรง กอนน าไปทดสอบความ

ทนทานตอแรงดง น ามาวดคาความแขง (Durometer) มหนวยเปน Shore A โดยท าการวด 6 ครง ณ

ต าแหนงตางๆ ของชนทดสอบ แลวหาคาเฉลย

3.8.4 การศกษาความทนทานตอการขดถ [29]

น ายางคงรปทขนรปเปน ทรงกระบอกขนาดเสนผานศนยกลาง 16 mm หนา 12 mm

จ านวน 6 ชน น าไปวดคาความหนาแนนดวยเครองวดความหนาแนน และน าไปชงน าหนก (M1)

ดวยเครองชง 4 ต าแหนง บนทกคาไวแลวน าไปทดสอบความทนทานตอการขดถ โดยแผนกระดาษ

ขดถ (Abrasive paper) ถกพนรอบลกกลงยาว 40 cm หมนดวยความเรว 40 รอบตอนาท น าชน

ทดสอบออกจากเครองทดสอบการขดถ แลวชงน าหนกชนทดสอบอกครง (M2) บนทกคาไว แลว

น าไปค านวณหาปรมาตรทหายไปดงสมการท 3.1

ปรมาตรทหายไป (mm3) = [(M1 - M2) × So] / [D × S] (3.1)

เมอ M1 = น าหนกของชนทดสอบกอนน าไปทดสอบความทนทานตอการขดถ

M2 = น าหนกชนทดสอบหลงน าไปทดสอบความทนทานตอการขดถ

So = Nominal Abrasiveness มคาเทากบ 200 (mg)

D = ความหนาแนนของชนทดสอบ (mg/mm3)

S = Abrasiveness มคาเทากบ 218.5 (mg)

28

รปท 3.36 ชนทดสอบการขดถ (Abrasion test specimen)

3.8.5 การศกษาความทนทานตอการเสยรปหลงการกดอด

น ายางคงรปทขนรปเปน ทรงกระบอกขนาดเสนผานศนยกลาง 10 mm หนา 6 mm จ านวน

6 ชน ไปวดความหนา น าไปวดความหนาของชนทดสอบ (N1) บนทกคาไว แบงออกเปน 2 สวน

ดงน

3.8.5.1 น าชนทดสอบ จ านวน 3 ชน ไปทดสอบความทนทานตอการเสยรปหลงการกดอด

ดวยเครอง CEAST 000/6245 ท 100 oC เปนเวลา 22 ชวโมง ครบก าหนดน าชนทดสอบออกมาตงทง

ไวใหเยนทหองและใหยางคนรป เปนเวลาอยางนอย 30 นาท

3.8.5.2 น าชนทดสอบ จ านวน 3 ชน ทเหลอ ไปทดสอบความทนทานตอการเสยรปหลงการ

กดอด ดวยเครอง CEAST 000/6245 ทหองเปนเวลา 22 ชวโมง ครบก าหนดน าชนทดสอบออกจาก

เครอง ตงทงไวใหยางคนรป เปนเวลาอยางนอย 30 นาท

หลงจากนนน าชนทดสอบมาวดความหนาอกครง (N2) บนทกคาไว แลวน าไปค านวณผลดง

สมการท 3.2

การเสยรปหลงการกดอด = [(N2 - N1) / (N1 - 4.45)] × 100 (3.2)

เมอ N1 = ความหนาของชนทดสอบกอนน าไปทดสอบความทนทานตอการเสยรป

หลงการกดอด

N2 = ความหนาของชนทดสอบหลงน าไปทดสอบความทนทานตอการเสยรป

หลงการกดอด

29

รปท 3.47 ชนทดสอบการกดอด (Compression set test specimen)

3.8.6 การศกษาความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต (Crosslinked density)

น ายางทขนรปเปนแผนสเหลยม มาตดเปนรปสเหลยมผนผาขนาด 20×50×2 mm จ านวน 3

ชน จากนนชงน าหนกและวดความหนาแนนของชนทดสอบแลว น าไปแชในตวท าละลายโทลอน

ปรมาตร 100.0 ml ปดดวยฝาปด ท อณหภมหอง เปนเวลา 22 ชวโมง ครบก าหนดน าชนทดสอบท

เกดการบวมตวในตวท าละลายมาซบดวยกระดาษเยอแลวน าไปชงน าหนกอยางรวดเรว แลวค านวณ

ผลดงสมการท 3.3 [30]

Number of elastically chain segment; n = - [ln (1-ν2) + ν2 + χ1 ν22] / [V1 (ν2

1/3- ν2 /2)] (3.3)

เมอ n = ปรมาณความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต

χ1 = คาพารามเตอรของการเกดอนตรกรยาระหวางยางกบตวท าละลายมคา

เทากบ 0.34

V1 = ปรมาตรโมลารของตวท าละลาย (โทลอน 106.24 cm3/g mol)

ν2 = สดสวนปรมาตรของยางทบวมตว มคาเทากบ volrubber / (volrubber + volsolvent)

vrubber = ปรมาตรของยาง มคาเทากบ (w0 × 100) / (total phr × Drubber)

vsolvent = ปรมาตรของตวท าละลาย มคาเทากบ (w1 - w0) / Dsolvent

w0 = น าหนกยางกอนบวมตว

w1 = น าหนกยางหลงบวมตว

Drubber = ความหนาแนนของยาง

Dsolvent = ความหนาแนนของตวท าละลาย

บทท 4

บทท 4 ผลการทดลองและวจารณผลการทดลอง บทท 4

4.1 การเตรยมกากกาแฟ การเตรยมกากกาแฟโดยการอบท 70 °C เปนเวลา 3 ชวโมง เพอไลความชนนนกากกาแฟ

จะมลกษณะเรยบละเอยดคลายๆ ผงฝ น น ากากกาแฟมาท าการรอนขนาดอนภาคดวยตาขาย จงได

กากกาแฟทมขนาดใกลเคยงกนมากขน

4.2 การศกษาลกษณะทางกายภาพของกากกาแฟ น ากากกาแฟทผานการรอนขนาด ดวยการรอนผานรตะแกรงแบบคดหยาบมาทดสอบ

ลกษณะทางกายภาพดวยเครอง Video meter พบวากากกาแฟมลกษณะเปนรพรน กลวง เปนชองวาง

จงท าใหอากาศแทรกอยได ดงรปท 4.1 และ 4.2 และยงพบวาเมอน ายางคอมพาวดทไดจากการผสม

ยางธรรมชาตกบกากกาแฟมาทดสอบความหนาแนนพบวายางคอมพาวดนนมความหนาแนนสง

กวาน าคอ ประมาณ 1.034 - 1.056 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร

รปท 4.18 ลกษณะของกากกาแฟ ทก าลงขยาย 66 เทา

รปท 4.29 ลกษณะของกากกาแฟ ทก าลงขยาย 119 เทา

31

เมอน ากากกาแฟไปวดขนาดอนภาคของกากกาแฟทงกอนและหลงรอนขนาดอนภาค ดวย

เครอง Mastersizer ไดผลดงตารางท 4.1 จะเหนวาขนาดของกากกาแฟมขนาดคอนขางใหญในระดบ

ไมโครเมตร สวนพนทผวมปรมาณมาก คาดวานาจะท าใหกากกาแฟมขนาดอนภาคเลกกวานอกได

ตารางท 4.15 ขนาดอนภาคและพนทผวเฉลยของกากกาแฟ

ลกษณะ ขนาดอนภาค (µm) พนทผว (m2/g)

กอนรอน 444.49 0.0456

หลงรอน 297.81 0.0464

การหาชนดของหมฟงกชนของกากกาแฟโดยวดการดดกลนคลนแสงในชวงอนฟราเรด

โดยเทคนค FTIR พบวา กากกาแฟจะปรากฏแถบการยดพนธะคคารบอนกบออกซเจน (C=O)

พนธะคคารบอน (C=C) และพนธะระหวางคารบอนกบไฮโดรเจน (C-H) ของวงแหวนอะโรมาตก

เปนองคประกอบ โดยปรากฏพคขนในชวงความยาวคลนทประมาณ 1,743 cm-1 1,455 cm-1 และ

717 cm-1 ตามล าดบ ดงแสดงในรปท 4.3 จะเหนวากากกาแฟมทงหมฟงกชนทมขว และไมมขว จง

คาดวานาจะผสมทงกบยางธรรมชาตทไมมขวและซลกาทมขวไดด

รปท 104.3 อนฟราเรดสเปคตรมของกากกาแฟ

C=O

C=C

C-H

32

การหาองคประกอบทางเคมของกากกาแฟดวยเครอง XRF (X - ray fluorescence) พบวา

กากกาแฟนนมองคประกอบของคารบอนเปนหลกโดยม 99 % ดงตารางท 4.2 องคประกอบทางเคม

ของกากกาแฟ ทส าคญทอาจจะเกดผลกระทบตอสารเคมยางได คอ พวกสารประกอบบออกไซด

ของโลหะ ไดแก MgO, K2O และ CaO ซงเปนสารกระตนทชวยเรงอตราการวลคาไนซยาง จงคาด

วาจะสงผลระยะเวลาในการคงรปของยางเรวขน

ตารางท 64.2 องคประกอบทางเคมของกากกาแฟ

ล าดบ

องคประกอบ

Compound Concentration

Name (%)

1 C 99.00

2 Na2O 0.01

3 MgO 0.12

4 Al2O3 0.05

5 SiO2 0.04

6 P2O5 0.13

7 SO3 0.16

8 Cl 0.01

9 K2O 0.33

10 CaO 0.12

11 MnO 0.01

12 Fe2O3 0.01

ในการผสมกากกาแฟลงในยางคอมพาวดไดแบงการทดลองออกเปน 2 ตอน โดยตอนท 1

เรยกวา GC 0 - 20 เปนการผสมยางธรรมชาต STR 5L กบกากกาแฟ และตอนท 2 เรยกวา SiGC 0 - 20

เปนการผสมยางธรรมชาต STR 5L กบซลกา และกากกาแฟ

33

ตอนท 1 GC 0 - 20 การทดลองท าการผสมยางกบสารเคมยางตามตารางท 3.1 โดยมทงหมด 5 สตร และแบงยาง

คอมพาวดทไดจากการผสมออกเปน 2 สวน สวนท 1 น ายางคอมพาวดไปทดสอบลกษณะการคงรป

(Cure characteristics) และสวนท 2 น ายางคอมพาวดไปขนรปดวยเครองอดไฮดรอรก แลวทดสอบ

สมบตตางๆ ผลการทดลองแสดงไดดงน

4.3 ผลการศกษายางคอมพาวด 4.3.1 ลกษณะการคงรปของยางคอมพาวด

หลงจากไดแบงยางคอมพาวดออกเปน 2 สวน ยางคอมพาวดสวนท 1 น ามาทดสอบ

ลกษณะการคงรปท 150 °C ดวยเครอง Moving Die Rheometer (MDR) โดยบนทกคาระยะท

ใชในการคงรปทเหมาะสม (Optimum curing time)โดยคดทระยะเวลาในการคงรปของยาง

ณ 100 % คาระยะเวลาสกอรช (Scorch time) คาแรงบดต าสด (Minimum torque, ML) และ

คาแรงบดสงสด (Maximum torque, MH)

รปท 114.4 ลกษณะการคงรปท 150 °C ของยางคอมพาวด GC 0 - 20

จากรปท 4.4 การเพมปรมาณกากกาแฟ จะสงผลท าใหคาระยะเวลาสกอรช และคา

ระยะเวลาในการคงรปทเหมาะสมมแนวโนมลดลงแตไมมากนก ผลการทดลองพบวากากกาแฟ

0

2

4

6

8

10

0 5 10 15 20 25

Torq

ue (d

.N.m

)

Time (min) GC 0 GC 5 GC 10 GC 15 GC 20

34

มองคประกอบทชวยเรงปฏกรยาการคงรปของยาง [31] โดยองคประกอบทสงผลนนคาดวาเกด

จากสารประกอบประเภทโลหะออกไซดทมในกากกาแฟ เชน MgO, Al2O3 เปนตน ซง

สารประกอบประเภทโลหะออกไซดนเปนสารกระตนทชวยเรงอตราการวลคาไนซของยาง

ดงนนเมอเตมปรมาณกากกาแฟมากยงขน สงผลใหระยะเวลาในการคงรปของยางท 100 % ม

แนวโนมลดลงแตไมมากนก โดยยางทไมไดเตมกากกาแฟใชเวลาในการคงรปของยางเทากบ

11.22 นาท สวนยางทเตมกากกาแฟจะใชเวลาในการคงรปของยางเทากบ 7.00, 6.40, 6.22 และ

6.04 นาท ตามล าดบ อยางไรกตามจากกราฟจะเหนวาในชวงทายของการศกษาระยะเวลาในการ

คงรปของยางคอมพาวด เสนกราฟจะไมคงทเมอใชระยะเวลานาน ซงลกษณะเชนนเรยกวา เกด

การ Reversion (Reversion คอปรากฎการณทมอดลสของยางมคาลดลงเมอยางเกดสภาวะการ

คงรปมากกวา สภาวะทเหมาะสม (เกดโอเวอรเคยว) เนองจากโมเลกลหรอโครงรางแหทเชอม

ระหวางโมเลกลเกดการสลายตว มกเกดในยางธรรมชาต (NR)) ซงหมายความวาสตรเคมยางน

อาจยงไมดพอ เพราะสตรยางทดไมควรเกด Reversion และจากการพจารณาผลตางของแรงบด

ของยางทปรมาณกากกาแฟ 0, 5, 10, 15 และ 20 phr มคาเทากบ 5.29, 5.27, 5.57, 5.92 และ

6.02 dN.m ตามล าดบ ซงพบวามคาสงขนเพยงเลกนอย เมอเพมปรมาณกากกาแฟ

4.4 ผลการศกษายางคงรป น ายางคอมพาวดสวนท 2 มาคงรปและขนรปดวยเครองอดไฮดรอรก (Compression molding)

ท 150 °C ตามระยะเวลาในการคงรปทเหมาะสมของยางคอมพาวดแตละสตรทไดจากการศกษา

ลกษณะการคงรปหวขอ 4.3 มาท าการทดสอบสมบตตางๆ ดงน

4.4.1 ความทนทานตอแรงดง (Tensile Testing)

การทดสอบความทนทานตอแรงดงท าการทดสอบโดยใชเครอง Universal Testing

Machine โดยผลการทดลองเปนการเฉลยคาแรงดง ซงแบงเปน ชนทดสอบทผานและไมผาน

การบมเรงดวยความรอนยางละ 5 ชน

35

รปท 124.5 สมบตการรบแรงดง ของยางคงรป GC 0 - 20

จากรปท 4.5 พบวายางทไมผานการบมเรงดวยความรอน เมอเตมปรมาณกากกาแฟมากยงขนสงผลใหยางมคาความทนทานตอแรงดงมแนวโนมลดลง แตอยางไรกตามทปรมาณกากกาแฟ 5 phr มคาความทนทานตอแรงดงสงขนเพยงเลกนอย สวนยางทผานการบมเรงดวยความรอนเมอเตมปรมาณกากกาแฟมากยงขนสงผลใหคาความทนทานตอแรงดงมแนวโนมคงทและเมอเปรยบเทยบยางทผานกบยางทไมไดผานการบมเรงดวยความรอนจะเหนวายางทผานการบมเรงดวยความรอนมคาความทนทานตอแรงดงลดลง ซงเปนผลมาจากการเสอมสภาพของยางเมอไดรบความรอน [31, 33] สวนระยะยด ณ จดขาด มแนวโนมคอนขางคงท เมอเพมปรมาณกากกาแฟ อยางไรกตามคาความทนทานตอแรงดงทเพมขนเพยงเลกนอยเมอเตมปรมาณกากกาแฟท 5 phr ไมมความแตกตางอยางมนยส าคญ การทเพมปรมาณกากกาแฟสงผลใหยางมความทนทานตอแรงดงลดลง เนองจากกากกาแฟมขนาดอนภาคขนาดใหญ และเมอมปรมาณมากขนจงเกดการรวมตวกน สงผลใหเกดการขดขวางของการสงผานแรงของเนอยาง

0

150

300

450

600

750

0

5

10

15

20

0 5 10 15 20

Elongation at break, EB (%)

Tens

ile st

reng

th, T

S (M

Pa)

GC loading (phr) TS unaged TS aged EB unaged EB aged

36

4.4.2 ความแขง (Hardness)

การทดสอบความแขงของยางโดยใชเครอง Shore A hardness โดยผลการทดลอง

เปนการเฉลยคาความแขง ซงแบงชนทดสอบออกเปน ชนทดสอบทผาน และไมไดผานการ

บมเรงดวยความรอนอยางละ 5 ชน

รปท 134.6 ความแขงและคามอดลส ของยางคงรป GC 0 - 20

จากรปท 4.6 พบวายางทผานและไมผานการบมเรงดวยความรอน เมอเตมปรมาณ

กากกาแฟมากยงขน สงผลใหคาความแขงเพมขนตามไปดวย ซงเปนผลเนองมาจากกากกาแฟ

เปนของแขง ดงนนเมอเพมปรมาณกากกาแฟ ยางกยอมมความแขงมากขน และเปนททราบกนด

วาคามอดลสมความสมพนธโดยตรงกบคาความแขงของยาง ดงนนจงพบเชนเดยวกน วาคา

มอดลสของยางสงขน เมอปรมาณกากกาแฟเพมมากขน [33] สวนยางทผานการบมเรงดวยความ

รอน จะเหนวามคาความแขงลดลงเพยงเลกนอย เมอเทยบกบยางทไมผานการบมเรงดวยความ

รอน โดยทวไปยางธรรมชาตเมอไดรบความรอนมกจะเกดปฏกรยาการตดขาดสายโซ (Chain

scission) [34, 38] จงสงผลท าใหยางมความหนาแนนของการเชอมโยงต าลงหลงการบมเรง จง

สงผลใหยางมคามอดลสและคาความแขงต าลงเชนกน เนองจากคาความแขงและคามอดลส

ของยางจะแปรผนโดยตรงกบความหนาแนนของการเชอมโยงในยาง [35] นอกจากนเมอ

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

25.0

40.0

55.0

70.0

85.0

0 5 10 15 20

Modulus (M

Pa)

Hard

ness

(Sho

re A

)

GC loading (phr) Hardness unaged Hardness aged M100 unaged M100 aged

37

พจารณาผลของลกษณะการคงรปของยางคอมพาวด ในรปท 4.4 จะเหนวาจากกราฟมลกษณะ

การ Reversion เลกนอย ซงแสดงถงการเสอมสภาพของยางเมอไดรบความรอนเปนเวลานาน

ดงนน ดวยเหตผลนจงท าใหยางทผานการบมเรงดวยความรอนมคาความแขงต ากวายางทไม

ผานการบมเรงดวยความรอน แตอยางไรกตาม ผลของความแตกตางของคาความแขงและคา

มอดลสระหวางยางคงรปทผานและไมผานการบมเรงดวยความรอนมคาตางกนเพยงเลกนอย

เทานน

4.4.3 ความทนทานตอการฉกขาด และความทนทานตอการขดถ (Tear Testing & Abrasion

Testing)

การทดสอบความทนทานตอการฉกขาดท าการทดสอบโดยใชเครอง Universal Testing

Machine สวนการทดสอบความทนทานตอการขดถท าการทดสอบโดยใชเครอง DIN abrasion

testerโดยผลการทดลองเปนการเฉลยคาความทนทานตอการฉกขาด 5 ชน และการขดถจากชน

ทดสอบ 6 ชน

รปท 144.7 ความทนทานตอการฉกขาดและการขดถ ของยางคงรป GC 0 - 20

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0

20

40

60

80

0 5 10 15 20

Volume loss (cm3)

Tear

stre

ngth

(N/m

m)

GC loading (phr) Tear strength Volume loss

38

จากรปท 4.7 พบวาการเพมปรมาณกากกาแฟไมสงผลตอคาความทนทานตอการฉกขาด

แตเมอเตมปรมาณกากกาแฟมากขนท 20 phr คาความทนทานตอการฉกขาดมแนวโนมลดลง แต

ยงมแนวโนมใกลเคยงกบทปรมาณกากกาแฟ 0 phr (ยางทไมไดเตมกากกาแฟ) ซงการลดลงของ

คาความทนทานตอการฉกขาดอาจมสาเหตมาจากระดบความหนาแนนของการเชอมโยงทลดลง

จงสงผลท าใหไปขดขวางการสงผานแรงของเนอยางหรออาจมสาเหตมาจากเมอปรมาณกาก

กาแฟเพมขนจงเกดการรวมตวกนดงทไดกลาวมาแลวขางตนจงท าใหสมบตทางกายภาพลดลง

ปรมาตรทสญเสยไปจากการขดถ เมอเปรยบเทยบกบยางทไมไดเตมกากกาแฟจะเหน

วากากกาแฟมสวนชวยเพมความทนทานตอการขดถ ซงปรมาตรยางทสญเสยไปลดลงจาก 0 phr

แลวมแนวโนมคงท เมอเพมปรมาณกากกาแฟ ทงนอาจเกดจากความแขงของยางทเพมมากขน

และเมอกากกาแฟมการเกาะกลมรวมตวกน จงท าหนาทเสมอนเปนตวขดยางแทน แสดงวาการ

เพมปรมาณกากกาแฟมากถง 20 phr สงผลท าใหสมบตความตานทานตอการขดถของยางผสม

ดอยลงเลกนอย [31, 36]

4.4.4 ความทนทานตอการเสยรปหลงการกดอด (Compression set Testing)

การทดสอบความทนทานตอการเสยรปหลงการกดอด ท าการทดสอบโดยใชเครอง

Compression set tester ผลการทดลองเปนการเฉลยคาความทนทานตอการเสยรปหลงการกด

อด จากชนทดสอบ 6 ชน โดยแบงเปน ชนทดสอบทผานและไมผานการบมเรงดวยความรอน

อยางละ 3 ชน

39

รปท 154.8 รอยละการยบตวหลงถกกดอด ของยางคงรป GC 0 - 20

จากรปท 4.8 พบวาคารอยละการยบตวหลงถกกดอดของยางทไมผานการบมเรงดวย

ความรอน เมอเตมปรมาณกากกาแฟมากยงขน สงผลใหคารอยละการยบตวหลงถกกดอดม

แนวโนมไมเปลยนแปลงมากนก แสดงวายางคงรปมความทนทานตอการเสยรปหลงการกดอด

เพยงเลกนอย สวนยางทผานการบมเรงดวยความรอน มคารอยละการยบตวหลงถกกดอดทสงขน

เมอเทยบกบยางทไมผานการบมเรงดวยความรอน เปนผลเนองมาจากการเสอมสภาพของยางหลง

การบมเรงดวยความรอน จงท าใหระดบความยดหยนลดลง ยางจงเสยรปมากยงขน [33, 37]

4.4.5 ความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต

การทดสอบความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต ของยางคงรป ท าการทดสอบโดยการแชชนทดสอบในสารละลายโทลอนเปนเวลา 3 วน หลงจากแชชนทดสอบไวเปนเวลา 3 วน พบวา สารละลายโทลอนสามารถแทรกเขาไปในเนอยางของยางคงรปไดทกสตร ท าใหชนทดสอบละลายหมด จนไมสามารถชงน าหนกของยางได ดงนนความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต ของยางคงรปมคาลดลงเปนอยางมากเมอเตมปรมาณกากกาแฟ

0

15

30

45

60

0 5 10 15 20

Comp

ressi

on se

t (%

)

GC loading (phr) Compression set unaged Compression set aged

40

ตอนท 2 SiGC 0 - 20 การทดลองท าการผสมยางตามสตรเคมยางในตารางท 3.2 ซงเปนการผสมยาง ซลกา และกาก

กาแฟโดยมทงหมด 5 สตร และแบงยางคอมพาวดออกเปน 2 สวน สวนท 1 น ายางคอมพาวดไปทดสอบ

ลกษณะการคงรปเพอหาระยะเวลาทเหมาะสมในการขนรป สวนท 2 น าไปขนรปดวยเครองอดไฮดร

อรก แลวทดสอบสมบตตางๆ ของยางคงรป ผลการทดลองแสดงดงตอไปน

4.5 ผลการศกษายางคอมพาวด 4.5.1 ลกษณะการคงรปของยางคอมพาวด

น ายางคอมพาวดมาแบงออกเปน 2 สวน โดยสวนท 1 น ามาทดสอบลกษณะการคงรป

ดวยเครอง Moving Die Rheometer (TecPro : RheoTech MD+, คอมพาวด)

รปท 16 4.9 ลกษณะการคงรปท 150 °C ของยางคอมพาวด SiGC 0 - 20

จากรปท 4.9 พบวาเมอเตมปรมาณกากกาแฟมากยงขนระยะเวลาในการคงรปของยาง

เรวขน เนองจากกากกาแฟมองคประกอบทชวยเรงปฏกรยาคงรปของยาง [31] ดงเหตผลทได

กลาวไปแลวขางตน ซงยางทเตมซลกาแตไมไดเตมกากกาแฟใชเวลาในการคงรปของยางเปน

7.59 นาท สวนยางทเตมกากกาแฟจะใชเวลาในการคงรปของยางเปน 6.99, 7.41, 7.27 และ 7.42

0

2

4

6

8

10

0 5 10 15 20

Torq

ue (d

.N.m

)

Time (min) GC 0 SiGC 0 SiGC 5 SiGC 10 SiGC 15 SiGC 20

41

นาท ตามล าดบ พบวาระยะเวลาในการคงรปของยางทมกากกาแฟเพยงอยางเดยว (ในตอนท 1)

มระยะเวลาในการคงรปเรวกวาประมาณ 32.35 % แตไมมากนก เนองจากซลกาเปนสารเรง

ปฏกรยาคดาง และยงมหม OH- ดงนนซลกาจงชอบทจะดดซบสารคงรปไว ซงโดยทวไปยางท

เตมซลกาจะคงรปไดชาลง อยางไรกตามจากกราฟจะเหนวาในชวงทาย ยางเกดการ Reversion

มากกวาเมอเทยบกบตอนท 1 (ไมไดเตมซลกา) และพบวาการพจารณาผลตางของแรงบดของ

ยางทปรมาณกากกาแฟ 0, 5, 10, 15 และ 20 phr มคาเทากบ 5.57, 6.34, 6.69, 6.76 และ 7.16

dN.m พบวามคาสงขนเพยงเลกนอยเมอเทยบกบยางในตอนท 1 (ไมไดเตมซลกา)

4.6 ผลการศกษายางคงรป น ายางคอมพาวดทผานการคงรปและขนรปดวยเครอง เครองอดไฮดรอรก (Compression molding;

Wabash: Genesis Press, Model G30H15GX, USA) ท 150 °C ตามระยะเวลาในการคงรปทเหมาะสมของยาง

คอมพาวดแตละสตรทไดจากลกษณะการคงรปขางตนมาท าการทดสอบสมบตตาง ๆดงน

4.6.1 ความทนทานตอแรงดง (Tensile Testing)

การทดสอบความทนทานตอแรงดงท าการทดสอบโดยใชเครอง Universal Testing

Machine โดยผลการทดลองเปนการเฉลยคาแรงดงจากชนทดสอบ 10 ชน แบงเปนชนทดสอบ

ทผานและไมไดผานการบมเรงดวยความรอนอยางละ 5 ชน

42

รปท 174.10 สมบตการรบแรงดง ของยางคงรป SiGC 0 - 20

จากรปท 4.10 พบวา ยางทผานและไมผานการบมเรงดวยความรอน เมอเตมปรมาณ

กากกาแฟมากยงขนสงผลใหมคาความทนทานตอแรงดงมแนวโนมลดลงเพยงเลกนอยและ

คอนขางคงท การลดลงของคาความทนทานตอแรงดงดงกลาวคาดวานาจะเกดจากผลของการ

ลดลงของระดบของการเชอมโยงทลดลง เพราะเปนททราบกนดวาผลของการลดลงของระดบ

ความหนาแนนของการเชอมโยงนนจะสงผลในทางลบตอคาความทนทานตอแรงดง แสดงให

เหนวาซลกามการแตกตวทไมด เมอเปรยบเทยบยางทผานและไมผานการบมเรงดวยความรอน

จะเหนวายางทผานการบมเรงดวยความรอนมคาความทนทานตอแรงดงลดต ากวายางทไมผาน

การบมเรงดวยความรอน แสดงใหเหนวาหลงการบมเรงดวยความรอน ยางมคาความทนทาน

ตอแรงดงลดลงอยางมนยส าคญ ซงอาจเปนผลมาจากการเสอมสภาพของยางเมอไดรบความ

รอน [31, 33] หรอการทกากกาแฟมสารตานอนมลอสระกเปนได เนองจากสารตานอนมล

อสระนเมอเตมลงไปในยางเพอจบอนมลอสระทเกดขนจากปฏกรยาของออกซเจนในอากาศ

กบยาง (ทมพนธะค) สวนระยะยด ณ จดขาด มแนวโนมลดลงเลกนอยและคอนขางคงท ทงยาง

ทผานและไมผานการบมเรงดวยความรอน แตยางทผานการบมเรงดวยความรอนจะมระยะยด

ณ จดขาดทต ากวา ซงไมไดเปนผลของกากกาแฟแตเปนผลมาจากความหนาแนนของการ

เชอมโยงทลดลงเนองจากเปนการลดลงอยางตอเนองตลอดการทดลอง

0

200

400

600

800

1000

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20

Elongation at break, EB (%)

Tens

ile st

reng

th, T

S (M

Pa)

GC loading (phr) TS unaged TS aged EB unaged EB aged

43

4.6.2 ความแขง (Hardness)

การทดสอบความแขงของยางท าการทดสอบโดยใชเครอง Shore A hardness โดย

ผลการทดลองเปนการเฉลยคาความแขงจากชนทดสอบ 10 ชน โดยแบงชนทดสอบเปน ชน

ทดสอบทผานและไมไดผานการบมเรงดวยความรอนอยางละ 5 ชน

รปท 184.11 ความแขงและคามอดลส ของยางคงรป SiGC 0 - 20

จากรปท 4.11 พบวายางทผานและไมผานการบมเรงดวยความรอน เมอเตมปรมาณ

กากกาแฟมากยงขนสงผลใหมคาความแขงเพมขนตามไปดวย ซงการเพมขนของคาความแขง

เปนสาเหตมาจากปรมาณกากกาแฟทเพมมากขน แสดงใหเหนวาการแตกตวของซลกาแยลง

[31] และคามอดลสของยางสงขนเมอปรมาณกากกาแฟเพมขนโดยมแนวโนมเชนเดยวกบคา

ความแขง [33] และเมอเปรยบเทยบยางทผานกบยางทไมผานการบมเรงดวยความรอน พบวา

ยางทผานการบมเรงดวยความรอนมคาความแขงลดลงเพยงเลกนอย คาดวาเปนผลมาจากการ

เสอมสภาพของยางเมอไดรบความรอน และจากรปท 4.9 จะเหนวาเมอระยะเวลานานขนกราฟ

จะเกดการ Reversion เนองจากยางเกดการเสอมสภาพนนเอง และเมอเปรยบเทยบคาความแขง

ในตอนท 1 กบตอนท 2 ทเตมซลกาพบวามคาความแขงไมแตกตางกนมากนก อยางไรกตามคา

ความแขงและมอดลสระหวางยางคงรปทผานและไมผานการบมเรงดวยความรอนมคาตางกน

เพยงเลกนอยเทานน

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

25.0

40.0

55.0

70.0

85.0

0 5 10 15 20

Modulus (M

Pa)

Hard

ness

(Sho

re A

)

GC loading (phr) Hardness unaged Hardness aged M100 unaged M100 aged

44

4.6.3 ความทนทานตอการฉกขาด และความทนทานตอการขดถ (Tear Testing & Abrasion

Testing)

การทดสอบความทนทานตอการฉกขาดท าการทดสอบใชเครอง Universal Testing

Machine โดยผลการทดลองเปนการเฉลยคาความทนทานตอการฉกขาดจากชนทดสอบ 6 ชน

การทดสอบความทนทานตอการขดถท าการทดสอบใชเครอง DIN Abrasion testerโดยผล

การทดลองเปนการเฉลยคาความทนทานตอการขดถจากชนทดสอบ 6 ชน

รปท 194.12 ความทนทานตอการฉกขาดและการขดถ ของยางคงรป SiGC 0 - 20

จากรปท 4.12 พบวาเมอเตมปรมาณกากกาแฟมากยงขนสงผลใหคาความทนทานตอ

การฉกขาดสงขนในชวงแรก ซงเปนผลมาจากซลกาโดยซลกาจะกกเกบยางไวในตวหรอท

เรยกวา ยางบาวด (Bound rubber) ยางจงเกดอนตรกรยากบสารตวเตมไดด สงผลใหคาความ

ทนทานตอการฉกขาดและแรงดงสงขน อยางไรกตามทปรมาณกากกาแฟมากกวา 15 phr มคา

ความทนทานตอการฉกขาดลดลงเลกนอยและคอนขางคงท เปนเพราะเมอเตมปรมาณกาก

กาแฟมากขน จงเกดการรวมตวกนของกากกาแฟซงสงผลใหคาความทนทานตอการฉกขาดจง

ลดต าลง และเมอเปรยบเทยบคาความทนทานตอการฉกขาดในตอนท 1 กบตอนท 2 พบวามคา

ความทนทานตอการฉกขาดใกลเคยงกนท 0 phr แตเมอเพมปรมาณกากกาแฟ ในตอนท 2 ทเตม

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20

Volume loss (cm3)

Tear

stre

ngth

(N/m

m)

GC loading (phr) Tear strength Volume loss

45

ซลกา มคาความทนทานตอการฉกขาดสงกวาตอนท 1 เปน 17.01, 26.44, 7.56 และ 27.75 % ใน

ปรมาณกากกาแฟ 5, 10, 15 และ 20 phr ตามล าดบ

ปรมาตรทสญเสยไปจากการขดถเมอเทยบกบยางทไมเตมกากกาแฟจะเหนวากากกาแฟ

มสวนชวยเพมความทนทานตอการขดถ ซงปรมาตรยางทสญเสยไปลดลงจาก 0 phr และเมอ

ปรมาณกากกาแฟเพมขนปรมาตรของยางทสญเสยไปมแนวโนมสงขนชาๆ และคอนขางคงท

โดยอาจเกดจากความแขงของยางทเพมมากขน หรอกากกาแฟมการเกาะกลมรวมตวจงท า

หนาทเสมอนเปนยางขด แสดงวาการเพมปรมาณกากกาแฟสงผลท าใหสมบตความตานทาน

ตอการขดถของยางผสมดอยลง คาดวานาจะเกดจากการลดลงของระดบความหนาแนนของการ

เชอมโยง [31] จะเหนวาในตอนท 1 (ไมไดเตมซลกา) และตอนท 2 (เตมซลกา) ปรมาตรท

สญเสยไปหลงการขดถมปรมาตรใกลเคยงกนมาก ดงแสดงในตารางท ฌ.1 และ ฌ.2

4.6.4 ความทนทานตอการเสยรปหลงการกดอด (Compression set Testing)

การทดสอบความทนทานตอการเสยรปหลงการกดอด ท าการทดสอบใชเครอง

Compression set tester ผลการทดลองเปนการเฉลยคาความทนทานตอการเสยรปหลงการ

กดอด จากชนทดสอบ 6 ชน โดยแบงเปน ชนทดสอบทผานและไมผานการบมเรงดวย

ความรอนอยางละ 3 ชน

รปท 204.13 รอยละการยบตวหลงถกกดอด ของยางคงรป SiGC 0 - 20

0

15

30

45

60

0 5 10 15 20

Comp

ressi

on se

t (%

)

GC loading (phr) Compression set unaged Compression set aged

46

จากรปท 4.13 พบวาเมอเตมปรมาณกากกาแฟมากยงขน สงผลใหคารอยละการยบตว

หลงถกกดอดมแนวโนมคอนขางคงท ทงยางทผานและไมผานการบมเรงดวยความรอน ซงมผล

เชนเดยวกนกบในตอนท 1 (ไมไดเตมซลกา) แตเมอเปรยบเทยบยางทผานกบยางทไมผานการ

บมเรงดวยความรอน พบวายางทผานการบมเรงดวยความรอนมคารอยละการยบตวหลงถกกด

อดสงกวายางทไมผานการบมเรงดวยความรอน โดยการยบตวทเพมขน นาจะมสาเหตหลกมา

จากการทยางมระดบความยดหยนทต าลง [33, 37] แตอยางไรกตามยางทมซลกาและกากกาแฟ

ซงเปนของแขงทไมยดหยน ท าใหปรมาณเนอยางนอยลง เมอเทยบกบยางทมกากกาแฟเทานน

ดงนนยางทมทงซลกาและกากกาแฟจงเสยรปมากกวายางทมเพยงกากกาแฟ

4.6.5 ความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต

การทดสอบความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต ท าการทดสอบโดยการแชชนทดสอบในสารละลายโทลอน เปนเวลา 3 วน

หลงจากแชชนทดสอบไวเปนเวลา 3 วน พบวาสารละลายโทลอนสามารถแทรกเขาไปในเนอยางของยางคงรปทกสตร ท าใหชนทดสอบละลาย และไมสามารถชงน าหนกของยางได ดงนนแสดงวา ความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต ลดลง เมอเปรยบเทยบยางคงรปหลงจากการบวมตวพบวายางทมซลการกษารปทรงไดแยกวายางทไมมซลกา แสดงวายางทมซลกาและกากกาแฟคาดวามปรมาณความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต นอยกวา ยางทมแตกากกาแฟ

บทท 5

บทท 5 สรปผลการทดลอง บทท 5

จากการศกษาไดผลสรปดงน

5.1 การเตรยมกากกาแฟ

กากกาแฟ มขนาดอนภาคคอนขางใหญ กอนรอน มขนาด 444.49 ไมโครเมตร พนทผว

0.0456 ตารางเมตรตอกรม และหลงรอนมขนาด 297.81 ไมโครเมตร พนทผว 0.0464 ตารางเมตรตอกรม

5.2 การศกษาลกษณะทางกายภาพของกากกาแฟ

กากกาแฟมลกษณะเปนรพรน กลวง มหมฟงกชนทเดนชดไดแก หมพนธะคคารบอนกบ

ออกซเจน (C=O), พนธะคคารบอน (C=C) และพนธะระหวางคารบอนกบไฮโดรเจน (C-H) ของวง

แหวน กากกาแฟยงมองคประกอบทางเคมทส าคญไดแก คารบอน (C) 99 % และองคประกอบอน

ในปรมาณทนอย โดยมโลหะออกไซดทเปนสารเรงปฏกรยาการคงรปของยาง แตมในปรมาณนอย

ของ MgO, K2O และ CaO เปน 0.12, 0.33 และ 0.12 % โดยน าหนก

5.3 การศกษาตอนท 1 GC 0 - 20 เมอปรมาณกากกาแฟมากยงขนสงผลให

– ระยะเวลาสกอรช และระยะเวลาในการคงรป ของยางจะสนลง

– คาความทนทานตอแรงดงและการขดถเพมขนทปรมาณกากกาแฟ 5 phr

– ความแขงเพมมากขน

– ความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต คาดวาลดลง

5.4 การศกษาตอนท 2 SiGC 0 – 20 เมอปรมาณกากกาแฟมากยงขนสงผลให

– ระยะเวลาสกอรช และระยะเวลาในการคงรปของยางจะสนลงไมมาก

– คาความทนทานตอแรงดงมแนวโนมลดลงเพยงเลกนอย

– ความแขงเพมมากขน

48

– คาความทนทานตอการฉกขาดและการขดถเพมขนทปรมาณกากกาแฟ 5 phr

– ความหนาแนนของการเชอมโยง 3 มต คาดวาลดลงมาก

เอกสารอางอง

1. วกพเดยสารารกรมเสร, กาแฟ [Online], Available: th.wikipedia.org/wiki/กาแฟ‎ [2013,

November 11].

2. ศศวมล ไพศาลสทธเดช, 2556, ทศนคตและพฤตกรรมการบรโภคกาแฟ, นสตปรญญาโท

หลกสตรศลปาศาสตรมหาบณทต สาขาเกาหลศกษา คณะบณฑตวทยาลย จฬาลงกรณ

มหาวทยาลย, หนา 7.

3. เจษฏาพร ศรวชย, ชนะพล โยธพทกษ, ณทมน นะตะ, พนตนาฏ ตวงสวรรณ และ ศศวรรณ

โสภา, 2555, วฒนธรรมกาแฟ ภาพสะทอนอตลกษณไทยและเวยดนาม, สาขาวชาการ

บรหารงานวฒนธรรม วทยาลยวตกรรม มหาวทยาลยธรรมศาสตร.

4. นพพร สดใจธรรม, 2546, เชอเพลงอดแทงจากกากกาแฟ, วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขา

เทคโนโลยทเหมาะสมเพอการพฒนาทรพยากรและสงแวดลอม คณะวทยาศาสตร

มหาวทยาลยมหดล, หนา ค.

5. มารสา จาตพรพพฒน, พทธรกษ ศรรตน, วาสตา ออนจบ และ วศาล วศนสกล, 2548, “การ

ใชประโยชนจากกากกาแฟสดเพอผลตเครองดมสขภาพ”, การประชมวชาการพชสวน

แหงชาต ครงท 5, 26 เมษายน 2548 - 29 เมษายน 2548 , ณ โรงแรมเวลคมจอมเทยนบช

พทยา จงหวด ชลบร, หนา 225 - 276.

6. ศศกร แสงพงษชย, 2555, การดดซบสารอนทรยระเหยภายในอาคารดวยถานกมมนตทผลต

จากกากกาแฟ, สาขาวทยาศาสตรสงแวดลอม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย,

หนา ง.

7. มโนรส หาวหาญ, 2550, ประสทธภาพในการดดซบโลหะหนกโครเมยมโดยกากกาแฟทผาน

การใชประโยชน, วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาเทคโนโลยทเหมาะสมเพอการพฒนา

ทรพยากรและสงแวดลอม คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยมหดล, หนา 117.

8. สถานบนวจยยาง , ผลผลตยางธรรมชาตของประเทศไทย [Online], Available:

http://www.rubberthai.com/statistic/stat_index.htm [2013, November 11].

9. Jean, L.L., 2002, “Rubber-filler Interactions and Rheological Properties in Filled

Compounds”, Progress in Polymer Science, Vol. 27, pp. 627 - 687.

50

10. วกพเดยสารารกรมเสร, ซลกอนไดออกไซด [Online], Available: th.wikipedia.org/wiki/

ซลกอนไดออกไซด‎ [2013, November 11].

11. พรพรรณ นธอทย , 2528, สารเคมส าหรบยาง , คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย

มหาวทยาลยสงขลานครนทร วทยาเขตปตตาน, หนา 209 - 225.

12. Bravo, J., Juániz, I., Monente, C., Caemmerer, B., Kroh, L.W., Paz De Peña, M. and

Cid,C., 2012, “Evaluation of Spent Coffee Obtained from the Most Common

Coffeemakers as a Source of Hydrophilic Bioactive Compounds”, Journal of

Agricultural and Food Chemistry, Vol. 60, No. 51, pp. 12565 - 12573.

13. León - Carmona, J.R., and Galano, A., 2011, “Is Caffeine a Good Scavenger of

Oxygenated Free Radicals?”, The Journal of Physical Chemistry B, Vol. 115, No. 15,

pp. 4538 - 4546.

14. ศรณย จตตวนชประภา, 2554, การดดซบยาปฏชวนะ Ciprofloxacin ดวยถานทเตรยมจาก

กากกาแฟ, สาขาวทยาศาสตรสงแวดลอม คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยศลปากร, หนา 39 -

41.

15. วรยา วรคนธ, ณรงคฤทธ สมบตสมภพ, เอกชย วมลมาลา และ ศรนทร ทองแสง, 2553,

“การเสรมแรงของสารประกอบยางธรรมชาตดวยซลกาผสมระหวางเถาลอย และพรซพเทต

ซลกา”, วารสารวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยอบลราชธาน, ปท 12, ฉบบท 4.

16. Rattanasorn, N., Saowapark, T. and Deeprasertkul, C., 2007, “Reinforcement of Natural

Rubber with Silica/Carbon Black Hybrid Filler”, Journal of Polymer Testing, Vol. 26,

pp. 369 - 377.

17. เจษฎาภรณ เรองมะเรง, หทยรตน รมคร, วชย หฤทยธนาสนต และ พงษศร วนจฉย, 2549, .

“การพฒนาผลตภณฑครมขดผว ทมสวนผสมของซลกาจากแกลบขาว”, การประชมทาง

วชาการของมหาวทยาลยเกษตรศาสตร, ครงท 44, 30 มกราคม 2549 - 2 กมภาพนธ 2549,

กรงเทพมหานคร, หนา 218 - 225.

18. วภาว พฒนกล, 2554, “ยางธรรมชาต และยางสงเคราะห”, งานนทรรศการพชสวน, ตลาคม

2554, เชยงใหม, หนา 3 - 4.

51

19. บทความวทยาศาสตร, ยางธรรมชาต, [Online], Available: http://www.electron.rmut

physics. com/science-news/index.php?option=com_content&task=view&id=141 [2013,

November 11].

20. วราภรณ ขจรไชยกล, 2541, “การลดตนทน และการปรบปรงคณภาพยาง”, วารสาร

ยางพารา, ปท 18 ฉบบท 2, หนา 116 -118.

21. เสาวรจน ชวยจลจตร, 2541, เอกสารประกอบการสอนวชาพอลเมอร, สาขาวชาวสดศาสตร

คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย, หนา 111 - 113.

22. อรอษา สรวาร, 2546, สารเตมแตงพอลเมอรเลม 1, สาขาวชาวสดศาสตร คณะวทยาศาสตร

จฬาลงกรณมหาวทยาลย, หนา 1 - 4.

23. พงษธร แซอย, 2556, สารคมยาง (ส าหรบยางแหง), ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต

(เอมเทค) ส านกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาตกระทรวงวทยาศาสตรและ

เทคโนโลย, ปทมธาน, หนา 27 - 28.

24. คมกฤษ ฤทธรงค, ธวช ชตตระการ, ไตรภพ ผองสวรรณ และ วรช ทวปรดา, 2552, อทธพล

ของโดสรงสแกมมาและสารเซนซไทเซอรตอสมบตทางฟสกสของน ายางธรรมชาตฉายรงส

, การประชมวชาการวทยาศาสตรและเทคโนโลยนวเคลยร, ครงท 11, 2 กรกฎาคม, 2552 - 3

กรกฎาคม 2552, ณ หอประชมมหศร ไทยพาณชยปารค พลาซา กรงเทพมหานคร, หนา 3.

25. ดร.พงษธร แซอย, 2555, การวลคาไนซส าหรบยางชนดพเศษ, วารสารเพอการพฒนา

อตสาหกรรมยางไทย, ฉบบท 1 (มกราคม), หนา 14.

26. พงษธร แซอย และ ชาครต สรสงห, 2550, กระบวนการผลตและการทดสอบ, ศนย

เทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต (เอมเทค) ส านกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลย

แหงชาตกระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย, ปทมธาน, หนา 111 - 123.

27. American Society for Testing and Materials, 1997, “ASTM D 412 - 97: Standard Test

Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Rubber and Thermoplastic Elastomers

- Tension”, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 09.01, Philadelphia, ASTM, pp. 41 -

53.

52

28. American Society for Testing and Materials, 1997, “ASTM D 2240 - 97: Standard Test

Methods for Rubber Property-Durometer Hardness”, Annual Book of ASTM Standards,

Vol. 09.01, Philadelphia, ASTM, pp. 388 - 391.

29. American Society for Testing and Materials, 1997, “ASTM D 5963 - 96: Standard Test

Methods for Rubber Property Abrasion Resistance”, Annual Book of ASTM Standards,

Vol. 09.01, Philadelphia, ASTM, pp. 886 - 892.

30. Mark, J.E., 1982, “Experimental Determinations of Crosslink Densities”, Rubber

Chemistry & Technology, Vol. 55, pp. 762 - 767.

31. กรรณกา หตถะปะนตย , ฐานนดร วนทะนะ และ พงษธร แซอย, 2551, “ผลของคลอรเนต

เตดพาราฟนตอสมบตของยางผสมระหวงยางคลอโรพรน (CR) และยางธรรมชาต (NR) ท

เสรมแรงดวยซลกา”, วารสารวทยาศาสตร มหาวทยาลยศรนครนทรวโรฒ, ปท 24 ฉบบท 2,

หนา 49 - 64.

32. Sae-oui, P., Sirisinha, C., Thepsuwan, U. and Hatthapanit, K, 2006, “Role of Silane

Coupling Agents on Properties of Silica - Filled Polychloroprene”, European Polymer

Journal, Vol. 42, pp. 479 - 486.

33. ภชงค ทบทอง, กรรณกา หตถะปะนตย, ชาครต สรสงห และ พงษธร แซอย, 2552, “ผลของ

อตราสวนความหนดมนนตอสมบตของยางผสมระหวางยางธรรมชาต (NR) และยางไน

ไตรล (NBR)”, วารสารวทยาศาสตร มหาวทยาลยบรพา, ปท 14 ฉบบท 1, หนา 36 - 46.

34. Hofmann, W., 1989, Rubber Technology Handbook, Munich: Hanser Publishers.

35. Sae-oui, P., Sirisinha, C., Thepsuwan, U. and Thapthong, P., 2007, “Influence of

Accelerator Type on Properties of NR/EPDM Blends”, Journal of Polymer Testing, Vol.

26, pp. 1062 - 1067.

36. อทย เทพสวรรณ, ภชงค ทบทอง, พงษธร แซอย และ ชาครต สรสงห, 2552, “บทบาทของ

ยางอะครเลตผง (ACMP) ตอสมบตตางๆ ของยางไนไตรล (NBR)”, วารสารวทยาศาสตร

สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง, ปท 18 ฉบบท 1, หนา 52 - 66.

37. กรรณกา หตถะปะนตย, ชาครต สรสงห และ พงษธร แซอย, 2550, “ผลของเอทธลนไธโอย

เรย (ETU) ตอสมบตของยางผสมระหวงยางคลอโรพรน (CR) และยางธรรมชาต (NR) ท

53

เสรมแรงดวยซลกา”, วารสารวทยาศาสตร มหาวทยาลยศรนครนทรวโรฒ, ปท 23 ฉบบท 2,

หนา 78 - 91.

38. Miyata, Y. and Atsumi, M. 1989. “Zinc Oxide Crosslinking Reaction of Polychloroprene

Rubber”, Rubber Chemistry & Technology, Vol. 62, pp. 1 - 31.

ภาคผนวก

55

ภาคผนวก ก.

ก. ตารางแสดงระยะเวลาทปฏกรยาวลคาไนเซชนด าเนนไปรอยละ 100

(Cure time 100 %, t100) ของยางคอมพาวด

56

ตารางท ก.1 แสดงระยะเวลาทปฏกรยาวลคาไนเซชนด าเนนไปรอยละ 100 (Cure time 100 %, t100)

ของยางคอมพาวดทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr

ชนดของยาง ระยะเวลาทปฏกรยาวลคาไนเซชนด าเนนไป

100% (นาท) ครงท 1 ครงท 2 เฉลย SD

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 0 phr 10.44 12.00 11.22 1.10 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 5 phr 7.02 6.98 7.00 0.03 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 10 phr 6.39 6.41 6.40 0.01 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 15 phr 6.28 6.15 6.22 0.09 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 20 phr 6.06 6.01 6.04 0.04 ตารางท ก.2 แสดงระยะเวลาทปฏกรยาวลคาไนเซชนด าเนนไปรอยละ 100 (Cure time 100 %, t100)

ของยางคอมพาวดทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา 20 phr

ชนดของยาง ระยะเวลาทปฏกรยาวลคาไนเซชนด าเนนไป

100% (นาท) ครงท 1 ครงท 2 เฉลย SD

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 7.59 7.59 7.59 0.00 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr 7.07 6.91 6.99 0.11 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr 7.31 7.50 7.41 0.13 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr 7.30 7.23 7.27 0.05 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr 7.39 7.45 7.42 0.04

57

ภาคผนวก ข.

ข. ตารางแสดงเวลาสกอรช (Scorch time, ts2) ของยางคอมพาวด ข.

58

ตารางท ข.1 แสดงเวลาสกอรช (Scorch time, ts2) ของยางคอมพาวดทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr

ชนดของยาง เวลาสกอรช (นาท)

ครงท 1 ครงท 2 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 0 phr 6.16 6.01 6.09 0.11 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 5 phr 5.83 5.84 5.84 0.01 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 10 phr 5.42 5.37 5.40 0.04 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 15 phr 4.94 5.02 4.98 0.06 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 20 phr 5.22 5.38 5.30 0.11 ตารางท ข.2 แสดงเวลาสกอรช (Scorch time, ts2) ของยางคอมพาวดทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr

ผสมซลกา 20 phr

ชนดของยาง เวลาสกอรช (นาท)

ครงท 1 ครงท 2 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 5.01 4.91 4.96 0.07 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr 3.71 4.31 4.01 0.42 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr 3.99 4.52 4.26 0.37 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr 4.34 4.40 4.37 0.04 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr 4.02 4.43 4.23 0.29

59

ภาคผนวก ค.

ค. ตารางแสดงผลตางแรงบดสงสดและแรงบดต าสด (Torque difference, MH - ML)

ของยางคอมพาวด

60

ตารางท ค.1 แสดงผลตางแรงบดสงสดและแรงบดต าสด (Torque difference, MH - ML) ของยางคอมพาวดทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr

ชนดของยาง ผลตางแรงบดสงสดและแรงบด (dN.m)

ครงท 1 ครงท 2 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 0 phr 5.19 5.39 5.29 0.14 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 5 phr 5.30 5.23 5.27 0.05 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 10 phr 5.61 5.53 5.57 0.06 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 15 phr 5.94 5.90 5.92 0.03 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 20 phr 6.03 6.01 6.02 0.01 ตารางท ค.2 แสดงผลตางแรงบดสงสดและแรงบดต าสด (Torque difference, MH - ML) ของยาง

คอมพาวดทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา 20 phr

ชนดของยาง ผลตางแรงบดสงสดและแรงบด (dN.m)

ครงท 1 ครงท 2 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 5.35 5.59 5.47 0.17 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr 6.44 6.23 6.34 0.15 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr 6.99 6.39 6.69 0.42 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr 6.76 6.76 6.76 0.00 ยางธรรมชาต STR 5L ทผสมกากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr 7.15 7.16 7.16 0.01

61

ภาคผนวก ง.

ง. ตารางแสดงคาความทนทานตอแรงดง (Tensile testing) ของยางคงรป ง.

62

ตารางท ง.1 แสดงคาความทนทานตอแรงดง (Tensile testing) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความทนทานตอแรงดง (MPa)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr 14.03 13.04 14.86 14.33 13.47 14.15 1.56

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr

15.70 16.70 17.69 14.06 16.81 16.19 1.38

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr

15.37 13.88 13.70 15.95 14.23 14.63 0.98

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr

13.29 12.75 12.56 13.57 13.41 13.12 0.44

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr

10.63 12.19 11.75 11.59 11.95 11.62 0.60

ตารางท ง.2 แสดงคาความทนทานตอแรงดง (Tensile testing) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ทผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความทนทานตอแรงดง (MPa)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr 6.28 3.4 3.86 5.19 3.86 4.46 2.07

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr

1.81 6.07 5.68 5.82 6.79 5.24 1.75

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr

5.33 6.52 5.56 2.83 5.94 5.24 1.27

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr

3.21 2.80 7.84 5.15 4.28 4.66 1.79

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr

6.09 6.07 6.04 5.75 6.65 6.12 0.29

63

ตารางท ง.3 แสดงคาความทนทานตอแรงดง (Tensile testing) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความทนทานตอแรงดง (MPa)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 18.8 20.91 20.54 20.26 19.41 19.98 0.86

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr

18.21 17.81 17.84 19.21 17.93 18.20 0.59

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr

16.72 18.54 16.81 18.15 17.90 17.62 0.82

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr

16.23 15.41 16.15 14.71 15.39 15.58 0.63

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr

14.88 13.58 14.84 15.65 15.37 14.86 0.79

ตารางท ง.4 แสดงคาความทนทานตอแรงดง (Tensile testing) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา ทผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความทนทานตอแรงดง (MPa)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 8.92 11.00 10.12 6.75 8.57 9.07 1.45

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr

9.44 9.75 8.14 9.61 10.11 9.41 0.67

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr

9.36 9.26 10.52 10.25 9.10 9.70 0.57

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr

9.46 9.58 10.18 8.68 8.83 9.35 0.54

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr

8.30 8.79 8.97 7.95 8.55 8.51 0.36

64

ภาคผนวก จ.

จ. ตารางแสดงคามอดลสท 100 % (Modulus 100 %) ของยางคงรป จ.

65

ตารางท จ.1 แสดงคามอดลสท 100 % (Modulus 100 %) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คามอดลสท 100 % (MPa)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr 0.89 0.84 0.76 0.78 0.75 0.81 0.06

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr

0.96 0.99 1.01 0.97 0.98 0.98 0.02

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr

1.01 1.01 1.01 1.03 0.99 1.01 0.01

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr

1.07 1.06 1.04 1.09 1.07 1.07 0.02

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr

1.10 1.11 1.09 1.08 1.13 1.10 0.02

ตารางท จ.2 แสดงคามอดลสท 100 % (Modulus 100 %) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ทผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คามอดลสท 100 % (MPa)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr 0.67 0.57 0.53 0.55 0.57 0.60 0.07

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr

0.78 0.77 0.80 0.78 0.82 0.79 0.02

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr

0.96 0.95 0.94 0.95 0.91 0.94 0.02

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr

1.04 1.01 1.12 1.03 1.04 1.05 0.04

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr

1.04 1.04 1.04 1.08 1.05 1.05 0.02

66

ตารางท จ.3 แสดงคามอดลสท 100 % (Modulus 100 %) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความทนทานตอแรงดง (MPa)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 0.85 0.87 0.88 0.86 0.86 0.86 0.01

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr

1.07 1.06 1.07 1.09 1.05 1.07 0.01

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr

1.24 1.26 1.19 1.18 1.28 1.23 0.04

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr

1.27 1.20 1.24 1.20 1.23 1.23 0.03

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr

1.31 1.30 1.32 1.31 1.34 1.32 0.02

ตารางท จ.4 แสดงคามอดลสท 100 % (Modulus 100 %) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา ทผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความทนทานตอแรงดง (MPa)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 0.57 0.61 0.58 0.56 0.57 0.58 0.02

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr

0.77 0.76 0.74 0.78 0.78 0.77 0.01

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr

0.96 0.97 0.93 0.99 1.03 0.98 0.03

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr

0.98 1.07 1.04 1.05 1.02 1.03 0.03

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr

1.08 1.15 1.07 1.15 1.10 1.11 0.03

67

ภาคผนวก ฉ.

ฉ. ตารางแสดงคาระยะยด ณ จดขาด (Elongation at break) ของยางคงรป ฉ.

68

ตารางท ฉ.1 แสดงคาระยะยด ณ จดขาด (Elongation at break) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาระยะยด ณ จดขาด (%)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr 589.66 669.13 631.53 587.17 603.61 621.98 29.86

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr

633.05 62.60 638.69 613.49 649.24 635.41 13.60

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr

639.44 630.65 623.88 647.11 640.28 636.27 9.07

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr

636.31 636.84 638.73 641.07 642.50 639.09 2.67

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr

614.24 637.79 645.06 635.38 634.44 633.38 11.48

ตารางท ฉ.2 แสดงคาระยะยด ณ จดขาด (Elongation at break) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ทผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาระยะยด ณ จดขาด (%)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr 536.90 410.00 307.97 503.12 531.88 486.29 85.05

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr

280.67 517.96 508.01 520.52 516.22 468.68 94.10

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr

476.86 511.38 487.38 369.39 511.76 471.35 52.76

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr

391.13 367.21 518.00 479.89 446.93 440.63 55.51

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr

533.78 525.97 544.96 515.75 549.01 533.89 12.19

69

ตารางท ฉ.3 แสดงคาระยะยด ณ จดขาด (Elongation at break) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาระยะยด ณ จดขาด (%)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 739.22 765.46 749.22 769.84 755.84 755.92 12.33

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr

637.14 624.90 624.52 643.74 638.72 633.80 8.65

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr

602.88 609.63 613.09 635.92 607.87 613.88 12.86

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr

597.79 607.79 610.95 601.53 603.90 604.39 5.16

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr

589.90 572.21 588.54 605.07 597.63 590.63 12.24

ตารางท ฉ.4 แสดงคาระยะยด ณ จดขาด (Elongation at break) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา ทผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาระยะยด ณ จดขาด (%)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 627.97 669.05 657.09 577.46 626.83 631.68 31.68

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr

546.69 559.01 527.19 550.33 563.26 549.30 12.54

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr

509.36 507.44 545.67 534.67 487.78 516.98 20.68

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr

529.37 515.08 535.18 488.20 502.74 514.11 17.20

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr

494.00 48974 527.72 477.50 502.33 498.26 16.77

70

ภาคผนวก ช.

ช. ตารางแสดงคาความแขง (Hardness) ของยางคงรป ช.

71

ตารางท ช.1 แสดงคาความแขง (Hardness) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความแขง (Shore A)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 ครงท 6 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr 41.5 41.5 41.0 37.0 38.5 37.5 39.7 1.9

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr

42.5 43.5 44.0 43.5 43.0 43.0 43.3 0.5

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr

44.5 44.5 45.0 45.0 44.5 45.0 44.8 0.3

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr

46.0 45.0 47.5 48.0 46.5 48.0 46.8 1.2

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr

47.5 49.0 47.0 47.0 46.5 47.0 47.3 0.9

ตารางท ช.2 แสดงคาความแขง (Hardness) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ทผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความแขง (Shore A)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 ครงท 6 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr 37.0 37.5 37.5 33.0 33.5 32.5 35.1 2.4

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr

40.0 40.0 40.0 41.5 41.0 39.5 40.3 0.8

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr

43.0 43.0 43.0 44.0 42.5 43.0 43.1 0.5

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr

44.5 45.0 46.0 45.0 45.0 45.5 45.2 0.5

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr

45.0 45.0 46.5 47.0 47.0 47.0 46.3 1.0

72

ตารางท ช.3 แสดงคาความแขง (Hardness) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความแขง (Shore A)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 ครงท 6 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 42.0 41.0 41.0 40.5 39.5 41.0 40.8 0.8

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr

44.0 45.5 44.0 45.5 45.0 44.0 44.7 0.8

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr

47.5 47.0 46.5 47.5 47.5 47.0 47.2 0.4

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr

48.0 47.0 47.5 49.5 47.5 47.0 47.8 0.9

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr

49.5 48.5 48.5 51.5 52.0 49.5 49.9 1.5

ตารางท ช.4 แสดงคาความแขง (Hardness) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา ทผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความแขง (Shore A)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 ครงท 6 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 33.0 35.0 35.5 36.5 33.5 34.5 34.7 1.3

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr

38.5 38.0 39.5 39.5 40.0 41.0 39.4 1.1

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr

42.0 42.0 43.0 42.5 41.5 43.0 42.3 0.6

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr

41.5 44.0 44.5 45.5 43.0 42.0 43.4 1.5

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr

45.0 46.0 45.5 44.5 44.0 45.0 45.0 0.7

73

ภาคผนวก ซ.

ซ. ตารางแสดงคาความทนทานตอการฉกขาด (Tear strength) ของยางคงรป ซ.

74

ตารางท ซ.1 แสดงคาความทนทานตอการฉกขาด (Tear strength) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความทนทานตอการฉกขาด (N/mm)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr 65.60 57.60 72.70 62.57 60.77 64.08 7.52

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr

60.57 66.37 68.40 57.25 66.92 63.90 4.76

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr

64.32 50.34 64.81 62.59 63.57 61.13 6.09

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr

67.30 66.36 57.82 60.43 64.23 63.23 4.01

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr

60.65 45.18 52.11 53.35 52.68 52.79 5.49

ตารางท ซ.2 แสดงคาความทนทานตอการฉกขาด (Tear strength) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาความทนทานตอการฉกขาด (N/mm)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 58.4 62.4 57.0 58.8 57.2 58.76 2.19

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr

72.98 70.00 77.10 82.92 73.40 75.28 4.96

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr

78.58 94.73 74.08 70.68 68.41 77.29 10.47

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr

73.21 67.48 66.38 69.24 63.73 68.01 3.53

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr

69.11 69.78 65.62 67.19 65.50 67.44 1.96

75

ภาคผนวก ฌ.

ฌ. ตารางแสดงคาปรมาตรทสญเสยหลงการขดถ (Volume loss) ของยางคงรป ฌ.

76

ตารางท ฌ.1 แสดงคาปรมาตรทสญเสยหลงการขดถ (Volume loss) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาปรมาตรทสญเสยหลงการขดถ (cm3)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 ครงท 6 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr 0.5901 0.49.04 0.3432 0.2981 0.3338 0.1094 0.3866 0.1269

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr

0.2515 0.2337 0.2439 0.2332 0.2091 0.2282 0.2333 0.0145

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr

0.2260 0.2003 0.2172 0.2180 0.2114 0.2136 0.2144 0.0085

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr

0.2069 0.2258 0.2000 0.2111 0.2243 0.2248 0.2155 0.0110

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr

0.2542 0.2528 0.2257 0.2398 0.2068 0.2661 0.2409 0.0217

ตารางท ฌ.2 แสดงคาปรมาตรทสญเสยหลงการขดถ (Volume loss) ของยางคงรปทผสมกากกาแฟ 0 - 20 phr ผสมซลกา ทไมผานการบมเรงดวยความรอน

ชนดของยาง คาปรมาตรทสญเสยหลงการขดถ (cm3)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 ครงท 6 เฉลย SD ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม

กากกาแฟ 0 phr และซลกา 20 phr 0.2893 0.3833 0.4082 0.4156 0.3029 0.3981 0.3662 0.0555

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 5 phr และซลกา 20 phr

0.2379 0.2672 0.2623 0.2492 0.2657 0.2517 0.2557 0.0114

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 10 phr และซลกา 20 phr

0.2974 0.2522 0.3054 0.2759 0.2565 0.2569 0.2741 0.0229

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 15 phr และซลกา 20 phr

0.2993 0.2740 0.2652 0.2359 0.1967 0.3077 0.2631 0.0414

ยางธรรมชาต STR 5L ทผสม กากกาแฟ 20 phr และซลกา 20 phr

0.3118 0.2743 0.2295 0.3096 0.3198 0.2502 0.2825 0.0372

77

ประวตผวจย

ชอ - สกล นางสาวกญจภส สรชนพพรสน

วน เดอน ปเกด 6 กนยายน 2534

ภมล าเนา กรงเทพมหานคร

ประวตการศกษา

ระดบมธยมศกษา ประโยคมธยมศกษาตอนปลาย

โรงเรยนศกษานาร พ.ศ. 2552

ชอ - สกล นางสาวชนดา ซมเจรญ

วน เดอน ปเกด 29 มนาคม 2535

ภมล าเนา กรงเทพมหานคร

ประวตการศกษา

ระดบมธยมศกษา ประโยคมธยมศกษาตอนปลาย

โรงเรยนศกษานาร พ.ศ. 2552