รหสโครงการ SUT7-710-52-24-46

รายงานการวจย

การเตรยมคอมโพสทจากยางธรรมชาตและเสนใยปานศรนารายณ (Preparation of Natural Rubber/Sisal Fiber Composites)

ไดรบทนอดหนนการวจยจาก

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

ผลงานวจยเปนความรบผดชอบของหวหนาโครงการวจยแตเพยงผเดยว

รหสโครงการ SUT7-710-52-24-46

รายงานการวจย

การเตรยมคอมโพสทจากยางธรรมชาตและเสนใยปานศรนารายณ (Preparation of Natural Rubber/Sisal Fiber Composites)

คณะผวจย

หวหนาโครงการ ผชวยศาสตราจารย ดร. กษมา จารกาจร

สาขาวชาวศวกรรมพอลเมอร สานกวชาวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

ผรวมวจย ผชวยศาสตราจารย ดร. นธนาถ ศภกาญจน

สาขาวชาวศวกรรมพอลเมอร สานกวชาวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

ไดรบทนอดหนนการวจยจากมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ปงบประมาณ 2552-2553 ผลงานวจยเปนความรบผดชอบของหวหนาโครงการวจยแตเพยงผเดยว

มถนายน 2555

 

 

 

 

 

 

 

 

ก

กตตกรรมประกาศ

การวจยเรอง การเตรยมคอมโพสทจากยางธรรมชาตและเสนใยปานศรนารายณน ไดรบทนอดหนนการวจยจากมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ปงบประมาณ 2552-2553

งานวจยน สาเรจลงไดดวยความรวมมอและสนบสนนจากหลายบคคล ผวจยตองขอขอบคณ ผ ชวยวจย คอ นายวทวส วงษโสรจ นกศกษาสาขาวชาวศวกรรมพอลเมอร สานกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร และเจาหนาทศนยเครองมอวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร นอกจากนผวจยขอขอบคณสถาบนวจยแสงซนโครตรอน (องคการมหาชน) ทอนเคราะหในการใชเครองอนฟราเรดสเปกโตรสโคป ผชวยศาสตราจารย ดร. กษมา จารกาจร (หวหนาโครงการวจย) มถนายน 2555

 

 

 

 

 

 

 

 

ข

บทคดยอภาษาไทย ในการศกษาน เสนใยปานศรนารายณถกใชในการเสรมแรงยางธรรมชาต ปรมาณเสนใยคอ 10 20 และ 30 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต คอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณกบยางธรรมชาตถกเตรยมโดยเครองผสมแบบสองลกกลง ชนงานสาหรบทดสอบถกเตรยมโดยเครองกดอด สมบตทางกล สณฐานวทยา และสมบตการคงรปของคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณกบยางธรรมชาตถกตรวจสอบ การทาอลคาไลนเซชนและการใสสารชวยใหเขากน (ยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด) ถกใชในการเพมความเขากนไดระหวางเสนใยและยางธรรมชาต ยางธรรมชาตกราฟทมา เลอกแอนไฮไดรด ถก เต รยมโดยเค รองบดผสมภายใน อนฟราเรดสเปกโตรสโคปถกใชเพอยนยนการกราฟทของมาเลอกแอนไฮไดรดบนยางธรรมชาต และการไทเทรตถกใชเพอวเคราะหปรมาณการกราฟทของมาเลอกแอนไฮไดรดบนโมเลกลของยางธรรมชาต คามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยด คามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยด คาการทนทานตอการฉกขาด และคาความแขงของยางคอมโพสททใสเสนใยทไมผานการดดแปรและเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมคาเพมขน เมอเพมปรมาณของเสนใย ในขณะทคาการทนทานตอแรงดงและคาการยดตวกอนขาดมคาลดลง เวลาการคงรปของยางคอมโพสทมคาลดลงเมอเพมปรมาณของเสนใย แตปรมาณของเสนใยไมสงผลกระทบอยางมากตอเวลาการสกอรช คอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณทมการทาอลคาไลนเซชนกบยางธรรมชาต แสดงสมบตทางกลทสงกวาเมอเปรยบเทยบกบคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณทไมมการดดแปรกบยางธรรมชาตททกปรมาณเสนใย แตอยางไรกตาม เวลาการคงรปและเวลาการสกอรชของคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณทมการทาอลคาไลนเซชนกบยางธรรมชาตและคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณทไมมการปรบปรงกบยางธรรมชาตพบวามคาไมตางกนมาก การใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดปรบปรงสมบตทางกลของยางคอมโพสท การเพมขนของเวลาการสกอรช และเวลาคงรปของยางคอมโพสทถกพบเมอใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด เมอเปรยบเทยบระหวางการทาอลคาไลนเซชนและการใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด ยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดใหการปรบปรงสมบตทางกลของยางคอมโพสททมประสทธภาพทดกวา นอกจากน ผลของเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอสมบตของยางคอมโพสทถกศกษา สมบตทางกลของคอมโพสทไฮบรดเพมขน เมอมการเพมปรมาณเสนใยปอแกวในยางคอมโพสท

 

 

 

 

 

 

 

 

ค

Abstract

In this study, sisal fiber was used to reinforce natural rubber (NR). Fiber loadings were 10, 20, and 30 phr. Sisal fiber/NR composites were prepared using a two-roll mill. The specimens were molded using a compression molding machine. Mechanical properties, morphology, and cure characteristics of the sisal fiber/NR composites were investigated. Fiber alkalization and addition of compatibilizer (natural rubber grafted with maleic anhydride, NR-g-MA) were used to enhance the compatibility between the fiber and the NR.

NR-g-MA was prepared using an internal mixer. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was used to confirm the MA grafted onto NR molecule and a titration method was used to determine the level of MA grafted onto the NR molecule.

Modulus at 100% strain (M100), modulus at 300% strain (M300), tear strength, and hardness of NR composites filled with untreated and alkali treated fibers increased with increasing fiber loading whereas tensile strength and elongation at break decreased. Cure time of the NR composites decreased with increasing fiber loading but scorch time was not much affected by fiber loading.

Alkali treated sisal fiber/NR composites exhibited higher mechanical properties compared with untreated sisal fiber/NR composites at all fiber loadings. However, cure time and scorch time of the untreated sisal fiber/NR composites and the alkali treated sisal fiber/NR composites were not much different. Addition of NR-g-MA improved the mechanical properties of the sisal fiber/NR composites. The prolonged scorch time and cure time of the NR composites were observed with the presence of NR-g-MA. In comparison between alkalization and addition of NR-g-MA, NR-g-MA provided more effective improvement in the mechanical properties of the NR composites.

In addition, the effect of sisal/rossells hybrid fiber on the properties of the NR composite was studied. Mechanical properties of hybrid composites were increased with increasing rossells fiber content in the NR composites.

 

 

 

 

 

 

 

 

ง

สารบญ หนา

กตตกรรมประกาศ ................................................................................................................ ก บทคดยอภาษาไทย ............................................................................................................... ข บทคดยอภาษาองกฤษ ........................................................................................................... ง สารบญ ................................................................................................................................. จ สารบญตาราง ........................................................................................................................ ซ สารบญภาพ .......................................................................................................................... ฌ บทท 1 บทนา

1.1 ความสาคญและทมาของปญหาททาการวจย ..................................................... 1 1.2 วตถประสงคของการวจย .................................................................................. 2 1.3 ขอบเขตของการวจย .......................................................................................... 3 1.4 ประโยชนทไดรบจากการวจย ........................................................................... 3

บทท 2 ภมหลง 2.1 การปรบปรงการยดตดระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต ................... 4 2.1.1 การดดแปรพนผวของเสนใย ........................................................................... 4 2.1.2 การดดแปรเมทรกซ ............................................................................... 9 2.1.3 การใสสารชวยใหเขากน ......................................................................... 9 2.2 สมบตของคอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต .................... 10 2.2.1 ผลของการทาอลคาไลนเซชนตอสมบตการคงรป

และสมบตทางกลของคอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาต

และยางธรรมชาต .................................................................................... 10 2.2.2 ผลของการทาไซลาไนเซชนตอสมบตการคงรปและสมบตทางกลของ

คอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต ............................ 12

2.2.3 ผลของสารเชอม (bonding agent) ตอสมบตการคงรปและสมบต

ทางกลของคอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต .......... 12

 

 

 

 

 

 

 

 

จ

สารบญ (ตอ) หนา

2.2.4 ผลของการดดแปรดวยความรอนตอลกษณะการบวมตวและสมบตทางกล

ของคอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต ..................... 13

2.2.5 ผลของการดดแปรเมทรกซตอสมบตการคงรปและสมบตทางกลของ

คอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต ........................... 13

2.2.6 ผลของการใสสารชวยใหเขากนตอสมบตการคงรปและสมบตทางกลของ

คอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต ........................... 14

2.3 ผลของการใสเสนใยสองชนดตอสมบตการคงรปและสมบตทางกลของยาง คอมโพสท .......................................................................................................... 16

บทท 3 วสดและการทดลอง 3.1 วสด ................................................................................................................ 18 3.2 การทดลอง ........................................................................................................ 18 3.2.1 การเตรยมเสนใยปานศรนารายณ ............................................................ 18 3.2.2 การเตรยมสารชวยใหเขากน ................................................................... 18 3.2.3 การเตรยมและการขนรปคอมโพสท ....................................................... 18 3.2.4 การวเคราะหและตรวจสอบยางธรรมชาตและคอมโพสท ของยางธรรมชาต .................................................................................... 19 บทท 4 วเคราะหผลการทดลอง

4.1 ผลของการทาอลคาไลนเซชน และปรมาณเสนใยตอสมบตของคอมโพสท

ระหวางปานศรนารายณและยางธรรมชาต .................................................................. 22

4.1.1 สมบตการคงรป ...................................................................................... 22 4.1.2 สมบตทางกล .......................................................................................... 25 4.1.3 สมบตทางสณฐานวทยา .......................................................................... 32 4.2 ผลของการใสสารชวยใหเขากนและปรมาณเสนใยตอสมบตของคอมโพสท

ระหวางปานศรนารายณและยางธรรมชาต ........................................................................ 34

 

 

 

 

 

 

 

 

ฉ

สารบญ (ตอ) หนา

4.2.1 การวเคราะหยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด ........................ 34 4.2.2 สมบตการคงรป ..................................................................................... 35 4.2.3 สมบตทางกล .......................................................................................... 38 4.2.4 สมบตทางสณฐานวทยา .......................................................................... 43

4.3 ผลของการใสเสนใยสองชนดตอสมบตของคอมโพสทของยางธรรมชาต................. 44 4.3.1 สมบตการคงรป ...................................................................................... 44 4.3.2 สมบตทางกล .......................................................................................... 46 4.3.3 สมบตทางสณฐานวทยา .......................................................................... 51

บทท 5 บทสรป 5.1 สรปผลการวจย .................................................................................................. 53 บรรณานกรม ................................................................................................................ 54 ประวตผวจย ................................................................................................................ 57

 

 

 

 

 

 

 

 

ช

สารบญตาราง ตาราง หนา 3.1 สตรคอมปาวดทใชในการศกษา ................................................................................... 19 4.1 สมบตการคงรปของยางธรรมชาต ยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทไมไดดดแปร

และยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนทปรมาณเสนใย

ตางๆ ............................................................................................................................. 23

4.2 สมบตทางกลของยางธรรมชาต ยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทไมไดดดแปร

และยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนทปรมาณเสนใย

ตางๆ ............................................................................................................................. 28

4.3 สมบตการคงรปของยางธรรมชาต คอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากนและ คอมโพสททใสสารชวยใหเขากนทปรมาณเสนใยตางๆ .............................................. 36

4.4 สมบตทางกลของยางธรรมชาต คอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากนและ คอมโพสททใสสารชวยใหเขากนทปรมาณเสนใยตางๆ ............................................... 39 4.5 สมบตการคงรปของคอมโพสทของยางธรรมชาตทปรมาณเสนใยปานศรนารายณ

และเสนใยปอแกวตางๆ ................................................................................................ 45

4.6 สมบตทางกลของคอมโพสทของยางธรรมชาตทปรมาณเสนใยปานศรนารายณ และ

เสนใยปอแกวตางๆ ....................................................................................................... 47

 

 

 

 

 

 

 

 

ซ

สารบญภาพ ภาพ หนา 4.1 ผลของปรมาณเสนใยตอคาทอรกสงสดของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร

และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน ..................................................... 24 4.2 ผลของปรมาณเสนใยตอคาทอรกตาสดของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร

และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน .............................................. 24 4.3 ผลของปรมาณเสนใยตอคาเวลาการสกอรชของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร

และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน ..................................................... 25 4.4 ผลของปรมาณเสนใยตอคาเวลาการคงรปของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน .............................................. 25 4.5 ผลของปรมาณเสนใยตอคามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยดของคอมโพสททใสเสน

ใยทไมไดดดแปรและคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน .................... 29 4.6 ผลของปรมาณเสนใยตอคาคามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยดของคอมโพสททใส

เสนใยทไมไดดดแปรและคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน ............ 29 4.7 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความทนทานตอแรงดงของคอมโพสททใสเสนใยทไมได

ดดแปรและคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน .................................. 30 4.8 ผลของปรมาณเสนใยตอคาการยดตวกอนขาดของคอมโพสททใสเสนใยทไมได

ดดแปรและคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน .................................. 30 4.9 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความทนทานตอการฉกขาดของคอมโพสททใสเสนใย

ทไมไดดดแปรและคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน ...................... 31 4.10 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความแขงของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร

และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน ............................................. 32 4.11 ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราด ทกาลงขยาย 40x ของคอมโพสท (a)

NR/10UT, (b) NR/20UT, และ (c) NR/30UT ............................................................... 33 4.12 ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราด ทกาลงขยาย 40x ของคอมโพสท (a)

NR/10AT, (b) NR/20AT, และ (c) NR/30AT ............................................................... 34 4.13 สเปกตรมของยางธรรมชาต (a) และยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด (b) .... 35 4.14 ผลของปรมาณเสนใยตอคาทอรกสงสดของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน และคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน ......................................................................... 36

 

 

 

 

 

 

 

 

ฌ

สารบญภาพ (ตอ) ภาพ หนา 4.15 ผลของปรมาณเสนใยตอคาทอรกตาสดของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน

และคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน .......................................................................... 37 4.16 ผลของปรมาณเสนใยตอคาเวลาการสกอรชของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน

และคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน .......................................................................... 37 4.17 ผลของปรมาณเสนใยตอคาเวลาการคงรปของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน

และคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน .......................................................................... 38 4.18 ผลของปรมาณเสนใยตอคาคามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยดของคอมโพสททไม

ไดใสสารชวยใหเขากนและคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน ...................................... 40

4.19 ผลของปรมาณเสนใยตอคาคามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยดของคอมโพสททไม

ไดใสสารชวยใหเขากนและคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน ...................................... 40

4.20 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความทนทานตอแรงดงของคอมโพสททไมไดใส

สารชวยใหเขากนและคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน ............................................. 41 4.21 ผลของปรมาณเสนใยตอคาการยดตวกอนขาดของคอมโพสททไมไดใส

สารชวยใหเขากนและคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน ............................................. 41 4.22 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความทนทานตอการฉกขาดของคอมโพสททไมไดใส

สารชวยใหเขากนและคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน ............................................. 42 4.23 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความแขงของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน

และคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน .......................................................................... 43 4.24 ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราด ทกาลงขยาย 40x ของคอมโพสท (a) NR/10UT/5NR-g-MA, (b) NR/20UT/5NR-g-MA, และ (c) NR/30UT/5NR-g-MA 44 4.25 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอ

คาทอรกสงสด และคาทอรกตาสดของคอมโพสท ....................................................... 45 4.26 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอ

เวลาการสกอรช และเวลาการคงรปของคอมโพสท ..................................................... 46 4.27 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอ

คาคามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยดและคาคามอดลสท 100 เปอรเซนตการ ดงยดของคอมโพสท ..................................................................................................... 48

 

 

 

 

 

 

 

 

ญ

สารบญภาพ (ตอ) ภาพ หนา 4.28 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอ

คาความทนทานตอแรงดงของคอมโพสท .................................................................... 48 4.29 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอ

คาการยดตวกอนขาดของคอมโพสท ............................................................................ 49 4.30 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอ

คาความทนทานตอการฉกขาดของคอมโพสท ............................................................. 50 4.31 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอ

คาความแขงของคอมโพสท .......................................................................................... 51 4.32 ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราด ทกาลงขยาย 20x ของคอมโพสทของ

ยางธรรมชาต (a) 2 Rossells – 8 Sisal, (b) 5 Rossells – 5 Sisal, และ (c) 8 Rossells – 2 Sisal .................................................................................................. 52

 

 

 

 

 

 

 

 

บทท 1 บทนา

1.1 ความสาคญและทมาของปญหาททาการวจย

ยางธรรมชาตหรอยางพาราจดเปนสนคาเกษตรสงออกทมบทบาทและความสาคญมากตามการขยายตวของอตสาหกรรมอยางตอเนอง และมแนวโนมทวความสาคญขนเปนลาดบตามความตองการใชยางธรรมชาตในตลาดโลกทมปรมาณทเพมขน ประเทศไทยเปนผผลตและสงออก ยางธรรมชาตอนดบตนๆ ของโลก โดยท 90 เปอรเซนต ของปรมาณยางทผลตได สงออกในรปยางดบ อก 10 เปอรเซนต ใชภายในประเทศเพอผลตเปนผลตภณฑยางสาเรจรป อยางไรกตาม ประเทศไทยตองนาเขาผลตภณฑยางแปรรปจากตางประเทศในแตละปเปนจานวนมากๆ ทงทเปนประเทศผผลตและสงออกยางธรรมชาตอนดบตนๆ ของโลก และผลตภณฑยางแปรรปทนาเขานนลวนแตผลตจากวตถดบทประเทศไทยเปนผสงออก ดงนนการพฒนาอตสาหกรรมยางธรรมชาตแปรรปขนสง เพอรองรบผลผลตทจะเพมขนในอนาคต จะเปนการสรางมลคาเพมใหกบสนคามากขนกวาในปจจบนและสามารถขยายไปสการทาธรกจยางครบวงจรในอนาคต จงเปนอกแนวทางหนงทควรใหความสนใจ

นอกจากยางธรรมชาตแลว สนคาเกษตรทสาคญอกชนดหนงของประเทศไทย คอ เสนใยธรรมชาต ซงในปจจบนการใชประโยชนจากเสนใยธรรมชาตในประเทศไทยนอกเหนอจากการสงออกในรปผลตผลทางการเกษตรมนอยมาก ในขณะเดยวกนตางประเทศซงมความตนตวและใหความสนใจกบปญหาสงแวดลอมมากขน ไดมความพยายามในการนาเสนใยธรรมชาตมาใชเปนสารเสรมแรงดวยเหตผลทางดานเศรษฐศาสตรและความปลอดภยตอมนษยและสงแวดลอม การใชเสนใยธรรมชาตเปนสารเสรมแรงมขอดตางๆ เชน เสนใยธรรมชาตสามารถปลกทดแทนได ราคาถก หาไดงาย ความหนาแนนตา ยอยสลายไดในระบบชวภาพ มความแขงแรงเฉพาะ (specific strength) ทสง และไมอนตรายตอเครองจกรและสขภาพคนงาน เสนใยธรรมชาตทมการศกษาวจย เชน เสนใยจากปอควบา (kenaf) ปอกระเจา (jute) ปอแกว (rossells) ปอลนน (flax) กญชง (hemp) ปานศรนารายณ (sisal) ฝาย (cotton) ไมไผ (bamboo) หญาแฝก (vetiver grass) ตนกลวย (banana bast) ปาลม (palm) กาบมะพราว (coir) เปนตน ซงเสนใยเหลานบางชนดสามารถหาไดในพนทตางๆ ของประเทศไทยแลวแตประเภทและพนธ ดงนน แนวทางหนงทสามารถเพมมลคาใหกบเสนใยธรรมชาตในประเทศไทย คอ การนามาใชเปนสารเสรมแรงในวสดคอมโพสท ซงเปนการนาเอาสมบตทดของเสนใยธรรมชาตมาใชใหเกดประโยชนสงสด และเปนการสรางมลคาเพมใหกบเสนใยธรรมชาตอกทางหนง

เสนใยปานศรนารายณเปนเสนใยธรรมชาตชนดหนงทมสมบตเดนดานความเหนยว และมพนทเพาะปลกสวนหนงอยทอาเภอดานขนทด จงหวดนครราชสมา ปจจบนพนทปลก

 

 

 

 

 

 

 

 

2

ปานศรนารายณลดลงอยางมาก เนองจากเกษตรกรประสบกบปญหาผลผลตราคาตกตา การขาดแคลนแรงงานในการเกบเกยว รวมทงการเปลยนไปปลกพชชนดอนๆ ทเกษตรกรเหนวางายและมรายไดมากกวา การนาเสนใยธรรมชาตชนดนมาใชเปนสารตวเตมหรอสารเสรมแรงในวสด คอมโพสท จะเปนการเพมขนของรายไดในภาคเกษตรกรรม ทงในรปของการเพมตลาดและการสรางมลคาเพมใหกบผลตผลทางเกษตร

ในปจจบนการเสรมแรงยางธรรมชาตดวยเสนใยชนดตางๆ ไดรบความสนใจเปนอยางมาก ทงในดานการประยกตใชงานและการวจยพฒนา เนองจากเปนการรวมกนของสมบตความยดหยนและนมของยางกบความแขงแรงของเสนใย ขอดตางๆ ของยางทมการเสรมแรงดวยเสนใย เชน การมคาความแขงตง (stiffness) และ คาการกระจายพลงงาน (damping) ทด คาใชจายในกระบวนการขนรปไมสง ขนรปไดงาย ในขณะนงานวจยตางๆ ทเกยวของกบการเสรมแรงยางธรรมชาตดวยเสนใยธรรมชาต เชน เสนใยปอ เสนใยปานศรนารายณ เสนใยสบปะรด เสนใยปาลม มมากขน เนองจากเปนวสดทเปนมตรกบสงแวดลอม

การนาเสนใยธรรมชาตมาใชในการเสรมแรงใหกบยางธรรมชาต นอกจากเปนการปรบปรงสมบตทางกลของยางธรรมชาตแลว ยงมผลตอการเพมมลคาใหกบวสดจากธรรมชาต โดยเปนวตถดบในการผลตเปนวสดคอมโพสททมการประยกตใชงานในดานตางๆ เปนการลดตนทนในการผลตแกภาคอตสาหกรรมเนองจากราคาของเสนใยธรรมชาตตากวาของเสนใยประดษฐ นอกจากนเปนการรกษาสงแวดลอมโดยการลดปรมาณขยะพลาสตก ประหยดพลงงาน และเปนองคความรใหมทสอดคลองกบแนวทางการพฒนาประเทศทย งยนทเนนการใชประโยชนจากผลตผลทางการเกษตรของประเทศ

ในโครงการวจยนเปนการพฒนาวสดคอมโพสทระหวางยางธรรมชาตและเสนใยปานศรนารายณชนดสน โดยศกษาผลของปรมาณของเสนใย ผลของการดดแปรเสนใย (fiber treatment) และผลของสารชวยใหเขากน (compatibilizer) ตอสมบตทางกลและสมบตการคงรป (cure characteristics) ของยางคอมโพสท นอกจากนศกษาผลของการใชเสนใยสองชนด (hybrid fibers) ตอสมบตทางกลและสมบตการคงรปของยางคอมโพสท การพฒนาวสดคอมโพสทตามแนวทางการวจยนเปนอกทางเลอกหนงสาหรบการปรบปรงความแขงแรงของยางธรรมชาตและเปนการสนบสนนใหมการใชยางธรรมชาตภายในประเทศในปรมาณทสงขนดวย

1.2 วตถประสงคของโครงการวจย 1. เพอใหทราบถงผลของปรมาณเสนใยตอสมบตทางกลและสมบตการคงรปของคอมโพสท ระหวางเสนใยปานศรนารายณและยางธรรมชาต

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2. เพอใหทราบถงผลของการดดแปรเสนใยตอสมบตทางกลและสมบตการคงรปของคอมโพสท ระหวางเสนใยปานศรนารายณและยางธรรมชาต

3. เพอใหทราบถงผลของการใสสารชวยใหเขากนตอสมบตทางกลและสมบตการคงรปของ คอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณและยางธรรมชาต

4. เพอใหทราบถงผลของการใชเสนใยสองชนด (hybrid fibers) ตอสมบตทางกลและ สมบตการคงรปของคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณและยางธรรมชาต

1.3 ขอบเขตของโครงการวจย

1. เปรยบเทยบสมบตทางกลและสมบตการคงรปของคอมโพสททปรมาณของเสนใยตางๆ 2. เปรยบเทยบสมบตทางกลและสมบตการคงรปของคอมโพสททมและไมมการปรบเปลยน

อนเทอรเฟสดวยวธการดดแปรเสนใย และการใสสารชวยใหเขากน 3. ศกษาสมบตทางกลและสมบตการคงรปของคอมโพสททใชเสนใยสองชนดและเปรยบ- เทยบสมบตกบคอมโพสททใชเสนใยชนดเดยว เมอใชปรมาณเสนใยคงท 1.4 ประโยชนทไดรบจากการวจย

1. ไดยางคอมโพสทชนดใหมทมแนวโนมในการพฒนาไปสการใชงานจรง 2. เปนองคความรสาหรบการวจยขนถดไป ในดานการพฒนาคอมโพสทโดยใชผลตผลทาง

การเกษตร 3. เปนการเพมประโยชนการใชงานและมลคาใหกบยางธรรมชาตและปานศรนารายณ 4. เปนการสงเสรมการพงพาตนเองภายในประเทศจากการผลตคอมโพสทโดยใชวตถดบ

จากทรพยากรภายในประเทศ 5. เปนการพฒนาทางดานวทยาศาสตรและเทคโนโลยวสดของประเทศอยางตอเนอง 6. ไดเอกสารวชาการทตพมพระดบประเทศและ/หรอระดบนานาชาต

7. เปนการสงเสรมและพฒนากลมนกวจยรนใหม

 

 

 

 

 

 

 

 

บทท 2 ภมหลง

ยางคอมโพสททเสรมแรงดวยสารตวเตมเซลลโลส (lignocellulosic filler)ไดรบความสนใจมากขน เนองจากเปนมตรตอสงแวดลอม มน าหนกเฉพาะ (specific weight) ทต า และมราคาถก ขอดของสารตวเตมเซลลโลสไดแก ราคาถก ไมอนตรายตอเครองจกร มความแขงแรงเฉพาะทรบได สามารถยอยสลายไดในระบบชวภาพ และสามารถปลกทดแทนได แตอยางไรกตาม ปญหาทสาคญในการเสรมแรงยางธรรมชาตดวยสารตวเตมเซลลโลส คอความไมเขากนของยางธรรมชาตและสารตวเตมเซลลโลส เนองจากสารตวเตมเซลลโลสมความเปนขวทเดน สวนยางธรรมชาตมความเปนขวทต า สงผลตอความไมเขากนของเมทรกซและสารตวเตมเซลลโลส ทาใหการยดตดทอนเทอรเฟสระหวางสารตวเตมเซลลโลสและเมทรกซตา ซงทาใหสมบตทางกลของคอมโพสทตา การปรบปรงการยดตดระหวางเมทรกซและสารตวเตมเซลลโลส สามารถทาไดหลายวธ เชน การดดแปรพนผวของสารตวเตมเซลลโลส การดดแปรเมทรกซ และการใสสารชวยใหเขากนได นอกจากนการใสสารตวเตมเซลลโลสชนดทสองหรอมากกวาสองชนด จะสามารถชวยปรบสมบตทางกลของคอมโพสทไดเนองจากสารตวเตมเซลลโลสแตละชนดมสมบตทางกลทตางกน 2.1 การปรบปรงการยดตดระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต

2.1.1 การดดแปรพนผวของเสนใย (fiber treatment) การดดแปรพนผวของเสนใยสามารถแบงออกไดเปน การดดแปรทางเคม และการดดแปรทางกายภาพ โดยแตละวธใหประสทธภาพในการปรบปรงการยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซทตางกนออกไป

2.1.1.1 การดดแปรทางเคม (chemical method) 2.1.1.1.1 การทาอลคาไลนเซชน (alkalization) การดดแปรพนผวของเสนใยดวยการทาอลคาไลนเซชน เปนวธทไดรบความสนใจเพมขนอยางมากในชวง 10 ปทผานมา การทาอลคาไลนเซชนเปนวธทสามารถทาความสะอาดพนผวของเสนใย และดดแปรพนผวของเสนใยใหมการยดตดระหวางเสนใยและ เมทรกซเพมขนได Bisanda [Bisanda, 2000] ไดทาการศกษาผลของการทาอลคาไลนเซชนตอการ ยดตดของคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณกบอพอกซ พบวาการทาอลคาไลนเซชนของ เสนใยปานศรนารายณดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 2 เปอรเซนตโดยน าหนก สามารถปรบปรงการยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซได เนองมาจากการเพมความขรขระของพนผวของ เสนใยและการเพมแรงตงผวของเสนใย นอกจากน การทาอลคาไลนเซชนยงเปนการกาจดลกนน

 

 

 

 

 

 

 

 

5

(lignin) และสารพวกขผง (wax) ออกจากพนผวของเสนใยดวย ทาใหเปนการเพมโอกาสในการเกดกลไกแบบการเชอมตอกนทางกล (mechanical interlocking) ระหวางเสนใยและเมทรกซ สงผลใหคอมโพสทมคาความทนทานตอแรงกด (compressive strength) ดขน Ray และคณะ [Ray et al., 2002] ดดแปรพนผวของเสนใย ปอกระเจาดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 5 เปอรเซนตโดยน าหนก เปนเวลา 2 4 6 และ 8 ชวโมง โดยผลจากการวเคราะหทางความรอนพบวาเฮมเซลลโลส (hemicellulose) มเปอรเซนต การสลายตวทลดลงเมอเวลาการทาอลคาไลนเซชนของเสนใยเพมขน ซงสามารถยนยนไดวา เฮมเซลลโลสสามารถถกกาจดไดดวยการทาอลคาไลนเซชน Sydenstricker และคณะ [Sydenstricker et al., 2003] ทาการทดสอบสมบตทางความรอนของเสนใยปานศรนารายณทผานการทาอลคาไลนเซชน พบวาการทา อลคาไลนเซชนสงผลใหความหนาแนนของเสนใยปานศรนารายณและปรมาณของลกนนลดลง จากผลการทดสอบทางความรอนยงพบอกวาเสนใยปานศรนารายณทผานการทาอลคาไลนเซชนมความสามารถในการทนตอความรอนดกวาเสนใยปานศรนารายณทไมผานการทาอลคาไลนเซชน Lopattananon และคณะ [Lopattananon et al., 2006] ทาการดดแปรเสนใยจากใบสบปะรดดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทความเขมขน 1 3 5 และ 7 เปอรเซนตโดยน าหนกตอปรมาตร จากการทดสอบดวยเทคนคอนฟราเรดสเปกโตรสโคป (infrared spectroscopy) พบวาหลงจากการทาอลคาไลนเซชนพคของลกนนทตาแหนงเลขคลน 1436 cm-1 ลดลง สวนพคของเฮมเซลลโลสทตาแหนงเลขคลน 1254 cm-1 ไดหายไป เนองมาจากการทา อลคาไลนเซชนเปนการกาจดเฮมเซลลโลสออกจากเสนใยไดหมด และยงกาจดลกนนบางสวนออกไปจากเสนใย จากการทดสอบทางสณฐานวทยา พบวาเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมการแยกตวของเสนใย เนองมาจากการทลกนนบางสวน และเฮมเซลลโลสถกกาจดออกไปซงสามารถยนยนไดจากผลการทดสอบอนฟราเรดสเปกโตรสโคป ดงนนประสทธภาพของพนทผวของเสนใยทสามารถยดตดกบเมทรกซจงมเพมมากขน Mwaikambo และ Ansell [Mwaikambo and Ansell, 2006] ไดศกษาลกษณะของเสนใยปานศรนารายณทผานการทาอลคาไลนเซชนดวยสารละลายโซเดยม ไฮดรอกไซดทความเขมขน 0.03 0.08 0.16 และ 0.32 เปอรเซนตโดยนาหนก เปนเวลา 48 ชวโมง จากการทดสอบทางสณฐานวทยาพบวาเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมพนผวทขรขระ และมชองวางระหวางเซลของเสนใย พนผวทขรขระนสามารถเพมและปรบปรงการจดเรยงตวของสวนทสามารถเกดผลกได และจากการทดสอบสมบตการทนทานตอแรงดง (tensile properties) พบวา คามอดลสของยงค (Young’s modulus) และคาความทนทานตอแรงดง (tensile strength) ของเสนใยขนกบลกษณะทางกายภาพของโครงสรางภายในเสนใย เชน ปรมาณเซลลโลส มมการจดเรยงตวของ

 

 

 

 

 

 

 

 

6

เสนใย และปรมาณการเกดผลก ในการศกษานพบวาความเขมขนของสารละลายโซเดยมไฮดรอก-ไซดทใหคามอดลสของยงค และคาความทนทานตอแรงดงทเหมาะสมคอ 0.16 เปอรเซนตโดยนาหนก Mohd Edeerozey และคณะ [Mohd Edeerozey et al., 2007] นาเสนใยปอควบามาทาการดดแปรดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดความเขมขน 3 6 และ 9 เปอรเซนตโดยน าหนก ผลการทดสอบทางสณฐานวทยาพบวาเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดความเขมขน 3 เปอรเซนต ใหประสทธภาพทไมดในการกาจดสงเจอปนทพนผวของเสนใย พนผวของเสนใยสะอาดทสดเมอใชสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทความเขมขน 9 เปอรเซนตโดยน าหนก แตอยางไรกตามเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนทความเขมขน 9 เปอรเซนตโดยนาหนกไมไดใหคาความทนทานตอแรงดงทดทสด เนองมาจากตวเสนใยเกดความเสยหาย โดยความเขมขนของสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทใหคาความทนทานตอแรงดงของเสนใยสงทสดคอ 6 เปอรเซนตโดยนาหนก Mathew และ Joseph [Mathew and Joseph, 2007] ทาการดดแปรเสนใยปอบด (isora fiber) ดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดความเขมขน 5 เปอรเซนตโดยน าหนก เปนเวลา 4 ชวโมง จากการทดสอบทางสณฐานวทยาพบวาลกษณะโครงสรางทางกายภาพของเสนใยเกดการเปลยนแปลงหลงจากการทาอลคาไลนเซชน โดยพบวาชองวางระหวางเสนใยกวางขนเนองมาจากการกาจดกรดไขมนและลกนนออกจากพนผวของเสนใย ซงเปนการเพมโอกาสในการเกดกลไกแบบการเชอมตอกนทางกลสงผลใหแรงยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซ และสมบตทางกลของคอมโพสทมคาเพมขน 2.1.1.1.2 การทาไซลาไนเซชน (silanization) ตวเชอมประสานไซเลน (silane coupling agent) เปนสารประกอบมขวทมหมซลกอนในโครงสราง ดานหนงของตวเชอมประสานไซเลนจะสามารถเกดปฏกรยากบเมทรกซ และอกดานหนงจะเกดปฏกรยากบเสนใยธรรมชาต โดยปฏกรยาทเกดขนนจะชวยใหเสนใยและเมทรกซสามารถเขากนไดดขน Gonzalez และคณะ [Gonzalez et al., 1999] ทาการดดแปรเสนใยวานหางจระเข (agave fourcroydes) ดวยไซเลนชนดไวนลตส (2-เมทอกซ-เอทอกซ) (vinyltris (2-methoxy-ethoxy)) 1 เปอรเซนตโดยน าหนกและไดควมวเปอรออกไซด (dicumyl peroxide) 0.5 เปอรเซนตโดยนาหนก เสนใยถกแชในสารละลายไซเลนเปนเวลา 1 ชวโมง จากผลการทดสอบอนฟราเรดสเปกโตรสโคปพบวาเสนใยทผานการดดแปรดวยตวเชอมประสานไซเลนแสดงพคใหมทตาแหนงของเลขคลนท 700 1030 1145 และ 1187 cm-1 ซงเปนพคของพนธะ -Si-O-C- สวนพคทเลขคลน 965 และ 1200 cm-1 เปนพคของพนธะ -Si-O-C- ทเกดจากปฏกรยาระหวางตวเชอมประสานไซเลนกบตวเสนใย จากผลการทดสอบความทนทานตอแรงดงพบวาคอมโพสทของเสนใย

 

 

 

 

 

 

 

 

7

ทผานการดดแปรดวยตวเชอมประสานไซเลนใหคาความทนทานตอแรงดงทสงกวาคอมโพสทของเสนใยทไมไดผานการดดแปรดวยตวเชอมประสานไซเลน Ismail และคณะ [Ismail et al., 2002] นาเสนใยไผมาทาการดดแปรดวยตวเชอมประสานไซเลนชนดบส(ไตเอทอกซไซลลโพรพล)เตตระซลไฟด (bis(triethoxysilyl propyl) tetra sulphide) ปรมาณ 3 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต จากผลการทดสอบทางสณฐานวทยาพบวาคอมโพสทของเสนใยทไมผานการดดแปรดวยตวเชอมประสานไซเลนมชองวางทเกดขนจากการหลดของเสนใยจากเมทรกซ ในขณะทคอมโพสทของเสนใยทผานการดดแปรดวยตวเชอมประสานไซเลนมชองวางทเกดขนจากการหลดของเสนใยจากเมทรกซทนอยกวา และม เมทรกซบางสวนตดกบเสนใย แสดงใหเหนถงแรงยดตดทดขนระหวางพนผวของเสนใยและ เมทรกซสงผลใหความแขงแรงของคอมโพสทมคาเพมขน Pothan และคณะ [Pothan et al., 2006] ทาการปรบปรงการยดตดโดยการดดแปรทางเคมของคอมโพสทระหวางเสนใยกลวยและพอลเอสเทอร โดยใชตวเชอมประสานไซเลนชนดอลฟา-เมทราไครอกซโพรพลไตรเมทอกซไซเลน (γ-methacryloxypropyl trimethoxy silane) ปรมาณ 0.6 เปอรเซนตโดยน าหนก จากผลการทดสอบสมบตเชงพลวต (dynamic properties) พบวาคาไดนามกสมอดลสของคอมโพสททผานการดดแปรดวยตวเชอมประสานไซเลนมคาเพมขน เนองมาจากแรงยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซถกปรบปรงใหดขนดวยตวเชอมประสานไซเลน Abdelmouleh และคณะ [Abdelmouleh et al., 2007] ศกษาผลของชนดตวเ ชอมประสานไซเลนตอสมบตทางกลและความสามารถในการดดซบน าของ คอมโพสทระหวางเสนใยไมสน และยางธรรมชาต โดยใชตวเชอมประสานไซเลน 3 ชนด ไดแกอลฟา-เมทราไครอกซโพรพลไตรเมทอกซ (γ-methacryloxypropyltrimethoxy, MPS) อลฟา- เมอแคปโทโพรพลไตรเมทอกซ (γ-mercaptoproyltrimethoxy, MRPS) และเฮกซะดคลไตรเมทอกซ-ไซเลน(hexadecyltrimethoxy-silanes, HDS) ปรมาณ 3 เปอรเซนตโดยน าหนก พบวาคอมโพสททใชตวเชอมประสานไซเลน MPS และคอมโพสททใชตวเชอมประสานไซเลนชนด MRPS ใหสมบตทางกลทดเนองมาจากมหมฟงกชนทสามารถทาใหเกดพนธะโควาเลนตระหวางเสนใยและเมทรกซได จากผลการทดสอบความสามารถในการดดซบน าของคอมโพสท พบวาชนดของตวเชอมประสาน ไซเลนไมสงผลตอความสามารถในการดดซบนาของคอมโพสท 2.1.1.2 การดดแปรทางกายภาพ (physical method) 2.1.1.2.1 การดดแปรดวยความรอน (heat treatment) การใหความรอนแกเสนใยธรรมชาตในระดบทสงกวาอณหภมการอบแหงปกตสามารถลดปรมาณการดดความชน และทาใหเสนใยหดตวลงไปจากเดม การดดแปร

 

 

 

 

 

 

 

 

8

ดวยความรอนทาใหลกนน เฮมเซลลโลส และการดดความชนของเสนใยไมลดลง ในขณะทการเกดผลกของเสนใยเพมขน Rusche [Rusche, 1973] ศกษาสมบตความแขงแรง (strength properties) ของเสนใยไมหลงจากทาการดดแปรดวยความรอน โดยเสนใยไมถกนามาใหความรอนทอณหภม 100 ถง 200 องศาเซลเซยส จากการศกษาพบวาความแขงแรง (strength) ของเสนใยจะมความสมพนธกบอตราการสลายตวทางความรอน สวนคามอดลสความยดหยน (elastic modulus) ของเสนใยมการลดลงอยางมนยสาคญ เนองมาจากการสลายตวของเฮมเซลลโลสหลงจากเสนใยผานการดดแปรดวยความรอน Hakkou และคณะ [Hakkou et al., 2005] ศกษาการเปลยนแปลงของความสามารถในการเวท (wettability) ของเสนใยไมระหวางการดดแปรดวยความรอน โดย เสนใยถกนาไปอบทอณหภมตางกนระหวาง 20 ถง 240 องศาเซลเซยส เปนเวลา 8 ชวโมง จากผลการทดสอบดวยเทคนคอนฟราเรดสเปกโตรสโคป พบวาการดดแปรดวยความรอนทาใหพคคารบอนล (carbonyl peak) ทตาแหนงเลขคลน 1730 cm-1 มการลดลง ซงบงบอกถงการสลายตวของ เฮมเซลลโลส และพบวาเสนใยไมมความไมชอบน า (hydrophobicity) หลงจากทาการดดแปรโดยใชความรอนในชวง 130 ถง 160 องศาเซลเซยส Saikia [Saikia, 2008] รายงานผลของการดดแปรโดยใชความรอนตอลกษณะโครงสรางของเสนใยปานศรนารายณ จากการทดสอบการเลยวเบนของรงสเอกซ (x-ray diffraction) และอนฟราเรดสเปกโตรสโคป พบวาเสนใยปานศรนารายณประกอบไปดวยโครงสรางของเซลลโลส โครงสรางของเซลลโลสนจะไมเปลยนแปลงจนกระทงใหความรอนถง 177 องศาเซลเซยส จากผลการวเคราะหทางความรอนพบวามการเปลยนแปลงอย 3 ชวงเมอให ความรอนในชวงอณหภม 37 ถง 487 องศาเซลเซยส ชวงแรกอยในชวงอณหภมระหวาง 37 ถง 107 องศาเซลเซยส เปนชวงทน าถกกาจดออกไป ชวงทสองเปนชวงทองคประกอบภายในเสนใยเรม มการสลายตวเมอใหอณหภมเกน 227 องศาเซลเซยสขนไป และชวงสดทายเปนชวงทองคประกอบคารบอนภายในโครงสรางของเสนใยถกเผาไหม 2.1.1.2.2 การดดแปรโดยใชโคโรนา (corona treatment) การดดแปรเสนใยธรรมชาตโดยใชพลงงานโคโรนาสามารถเพมพลงงานพนผวอสระขององคประกอบทมขวทอยภายในเสนใยได โดยจะเปนการเพมปรมาณของหมคารบอนล (carbonyl group) และหมไฮดรอกซล (hydroxyl group) Gassan และ Gutowski [Gassan and Gutowski, 2000] ปรบปรงสมบตของคอมโพสทระหวางเสนใยปอกระเจาและอพอกซ โดยการดดแปรเสนใยปอกระเจาดวยโคโรนา จากผลการทดสอบพบวาพนผวอสระขององคประกอบมขวสงขนเมอทาการเพมพลงงานจากแหลงกาเนด โดยทสภาวะการดดแปรทเหมาะสมจะทาใหคาความตานทานตอการดดโคง (flexural strength) ของคอมโพสทเพมขน 30 เปอรเซนต

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Gassan และคณะ [Gassan et al., 2000] ศกษาลกษณะของพนผวของเสนใยปอกระเจาทผานการดดแปรโดยใชพลงงานโคโรนา โดยพบวาการใชพลงงานโคโรนาจะเพมความเปนขวใหกบเสนใยปอกระเจาในขณะทองคประกอบทไมมขวยงคงมเทาเดม นอกจากนน แรงยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซเพมขน เนองมาจากการเพมของหมคารบอนล และหมไฮดรอกซล โดยสามารถยนยนไดจากการเพมขนของความเปนขวทพนผวของเสนใย ความแขงแรงของคอมโพสทระหวางเสนใยปอกระเจาและอพอกซจะลดลงเมอทาการดดแปรเสนใยโดยใชพลงงานโคโรนาทมากเกนไป 2.1.2 การดดแปรเมทรกซ (matrix modification) ยางธรรมชาตอพอกซไดซ (epoxidized natural rubber, ENR) เปนยางทถกดดแปรมาจากยางธรรมชาต เมอยางธรรมชาตถกอพอกซไดซ สมบตทางเคมและทางกายภาพจะเปลยนไปโดยจะขนกบปรมาณโมเลกลทถกดดแปร เมอระดบของการดดแปรเพมขนจะทาใหยางมความเปนขวเพมมากขน ซงจะสงผลใหยางธรรมชาตอพอกซไดซสามารถเขากบเสนใยธรรมชาตไดดกวายางธรรมชาตทไมไดถกดดแปร Ismail และคณะ [Ismail et al., 1997] ทดสอบสมบตทางกลของคอมโพ-สทระหวางเสนใยปาลมและยางธรรมชาตอพอกซไดซ พบวาเมอปรมาณของเสนใยปาลมเพมขน คาความทนทานตอแรงดง คาความทนทานตอการฉกขาด (tear strength) และคาความแขง (hardness) ของคอมโพสทมคาเพมขนตามไปดวย เนองมาจากการกระจายตว และการยดตดทดระหวางเสนใยปาลมและยางธรรมชาตอพอกซไดซ Ismail และคณะ [Ismail et al., 2006] ศกษาผลของ ยางธรรมชาต และยางธรรมชาตอพอกซไดซตอสมบตการคงรป และสมบตความทนทานตอแรงดงของคอมโพสทระหวางเยอกระดาษ (paper sludge) และยางธรรมชาต พบวาคอมโพสทของยางธรรมชาตอพอกซไดซใหคาทอรกสงสด คามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยด (modulus at 100% strain) คามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยด (modulus at 300% strain) และคาความทนทานตอแรงดงสงกวาคอมโพสทของยางธรรมชาต เนองมาจากการยดตดทดระหวางหมไฮดรอกซล (hydroxyl group) ของเยอกระดาษกบหมอพอกซของยางธรรมชาตอพอกซไดซ 2.1.3 การใสสารชวยใหเขากน (addition of compatibilizer) การใสสารชวยใหเขากนลงในคอมโพสททไมเขากน สามารถชวยใหคอมโพสทมความเขากนไดเพมขน โดยสารชวยใหเขากนจะเขาไปอยบรเวณอนเทอรเฟสระหวางการผสมและชวยลดแรงตงผว สงผลใหสมบตทางกายภาพและสมบตทางกลของคอมโพสทดขน Ismail และคณะ [Ismail et al., 2005] ใชยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด (natural rubber grafted with maleic anhydride) เปนสารชวยใหเขากนในคอมโพสทระหวางเยอกระดาษและยางธรรมชาต ยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดถกเตรยมในเครองบดผสมภายในโดยใชอณหภม 135

 

 

 

 

 

 

 

 

10

องศาเซลเซยส และความเรวรอบ 60 รอบตอนาท เปนเวลา 10 นาท จากผลการศกษาปฏกรยาระหวางเยอกระดาษและยางธรรมชาตพบวาเมอใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดเขาไปใน คอมโพสททาใหการยดตดระหวางเยอกระดาษและยางธรรมชาตดขน โดยจากการทดสอบสณฐานวทยาพบวาการใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดเขาไปในคอมโพสทสงผลใหการเกาะกลมของเยอกระดาษ และการหลดของเยอกระดาษจากยางธรรมชาตลดลง Ismail และ Haw [Ismail and Haw, 2008] ศกษาผลของปรมาณยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดทใชเปนสารชวยใหเขากนในคอมโพสทระหวางเสนใยปาลมและยางธรรมชาต โดยปรมาณของมาเลอกแอนไฮไดรดทใชเตรยมยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดมปรมาณ 6 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต ปรมาณยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดทใชคอ 5 10 15 และ 20 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต จากการทดสอบสณฐานวทยาพบวาเสนใยปาลมจะหลดออกจากเมทรกซลดลงเมอเพมปรมาณยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด เนองมาจากการเพมขนของแรงยดตดระหวางเสนใยปาลมและยางธรรมชาต Zeng และคณะ [Zeng et al., 2010] ใชยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดเปนสารชวยใหเขากนในคอมโพสทระหวางเสนใยฝายและยางธรรมชาต ยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดถกเตรยมในเครองบดผสมภายในโดยใชอณหภม 150 องศาเซลเซยส และความเรวรอบ 60 รอบตอนาท เปนเวลา 10 นาท จากผลการทดสอบดวยเทคนคอนฟราเรดสเปกโตรสโคป พบวายางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดมพคใหมเกดขนทตาแหนงเลขคลน 1784 และ 1860 cm-1 ซงสามารถยนยนไดวามาเลอกแอนไฮไดรดไดกราฟทบนยางธรรมชาต และเมอทดสอบกบ คอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด พบวาพคทตาแหนงเลขคลน 1784 และ 1860 cm-1 มการเปลยนไปเปนพคทเลขคลน 1780 และ 1856 cm-1 เนองมาจากผลของการเกดพนธะไฮโดรเจน (hydrogen bonding) ระหวางเสนใยและเมทรกซ 2.2 สมบตของคอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต 2.2.1 ผลของการทาอลคาไลน เซชนตอสมบตการคงรปและสมบตทางกลของ คอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต De และคณะ [De et al., 2006] ศกษาผลของการทาอลคาไลนเซชนตอสมบตการคงรป สมบตทางกล และสณฐานวทยาของคอมโพสทระหวางเสนใยหญาและยางธรรมชาต โดยเสนใยหญาไดผานการทาอลคาไลนเซชนดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดเปนเวลา 15 นาท กอนนามาผสมกบยางธรรมชาต คอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนใหคาทอรกสงสด (maximum torque) มากกวาคอมโพสททใสเสนใยทไมไดผานการทาอลคาไลนเซชน เนองมาจากแรงยดตดทดกวาระหวางเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนและยางธรรมชาต เวลาการคงรป (cure time)

 

 

 

 

 

 

 

 

11

ของคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมคาลดลงเมอทาการเพมปรมาณเสนใย เนองมาจากอทธพลของคาความเปนกรดดาง (pH) ของเสนใยหลงจากผานการทาอลคาไลนเซชน โดยกระบวนการคงรปของคอมโพสทจะเกดเรวขนเมออยในสภาวะทเปนดาง ทปรมาณเสนใยเทากนคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมสมบตทางกลทสงกวาคอมโพสททใสเสนใยทไมไดทาอลคาไลนเซชน ซงแสดงใหเหนวาการทาอลคาไลนเซชนสามารถปรบปรงแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตได จากการทดสอบสณฐานวทยา พบวาคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมเสนใยทหกตดอยกบเมทรกซทเปนยางธรรมชาต เนองมากจากการยดตดทดระหวางเสนใยและยางธรรมชาต Lopattananon และคณะ [Lopattananon et al., 2006] เตรยมคอมโพสทระหวาง เสนใยสบปะรดและยางธรรมชาต โดยเสนใยสบปะรดถกดดแปรดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทความเขมขนตางกนคอ 1 3 5 และ 7 เปอรเซนตโดยน าหนก เปนเวลา 18 ชวโมง พบวาการทาอลคาไลนเซชนสามารถเพมแรงยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซ และสมบตความทนทานตอแรงดงได โดยทความเขมขนของสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด 5 เปอรเซนตโดยนาหนก ใหเปอรเซนตการปรบปรงความแขงแรงของคอมโพสทสงทสดคอ 28 เปอรเซนต เมอเทยบกบคอมโพสททใสเสนใยทไมไดทาอลคาไลนเซชน การทาอลคาไลนเซชนสามารถกาจดลกนนและสารประกอบพวกขผงออกไปจากเสนใยได ดงนนจงเปนการเพมโอกาสใหเสนใยและยางธรรมชาตเกดกลไกแบบการเชอมตอกนทางกลและสงผลใหสมบตทางกลของคอมโพสทมคาเพมขนดวย จากการลกษณะทางสณฐานวทยาของคอมโพสท พบวาคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมการยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซทดซงสงเกตไดจากมสวนของยางตดอยบนพนผวของเสนใย Mathew และ Joseph [Mathew and Joseph, 2007] ศกษาสมบตการคงรป สมบตทางกล และสณฐานวทยาของคอมโพสทระหวางเสนใยปอบดและยางธรรมชาต เสนใยปอบดผานการทาอลคาไลนเซชนดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 5 เปอรเซนตโดยน าหนก เปนเวลา 4 ชวโมง การทาอลคาไลนเซชนสงผลใหคาทอรกสงสดมคาเพมขน เนองมาจากพนผวของเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมลกษณะทเหมาะสมในการเสรมแรง และเมอเทยบทปรมาณเสนใยเทากน สมบตทางกลของคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนใหคาสงกวาคอมโพสททใสเสนใยทไมไดทาอลคาไลนเซชน จากลกษณะทางสณฐานวทยาของตวเสนใย พบวาเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมขนาดเลกลง เนองมาจากการหลดไปของลกนน และสวนทเปนกรดไขมน สงผลใหพนผวของเสนใยมความขรขระและเพมประสทธภาพในการเกดกลไกแบบการเชอมตอกนทางกล

 

 

 

 

 

 

 

 

12

2.2.2 ผลของการทาไซลาไนเซชนตอสมบตการคงรป และสมบตทางกลของ คอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต Ismail และคณะ [Ismail et al., 2002] ทดสอบผลของตวเชอมประสานไซเลนชนด บส(ไตเอทอกซไซลลโพรพล)เตตระซลไฟด (bis(triethoxysilyl propyl) tetra sulphide) ตอสมบตการคงรป สมบตทางกล และสณฐานวทยาของคอมโพสทระหวางเสนใยไผและยางธรรมชาต โดยใชตวเชอมประสานไซเลนปรมาณ 3 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต พบวาคอมโพสททใสตวเชอมประสานไซเลนมเวลาการสกอรช และเวลาการคงรปสนกวาคอมโพสททไมไดใสตวเชอมประสานไซเลน โดยการลดลงนเปนผลจากการกระจายตวทดของสารเสรมแรงในยางธรรมชาตเมอใสตวเชอมประสานไซเลนเขาไปในคอมโพสท คาความทนทานตอแรงดง และคาความทนทานตอการฉกขาดของคอมโพสททใสตวเชอมประสานไซเลนมคาสงกวาคอมโพสททไมไดใสตวเชอมประสานไซเลน เนองมาจากตวเชอมประสานไซเลนเขาไปชวยดดแปรพนผวของตวเสนใย และชวยทาใหเกดพนธะทางเคมระหวางเสนใยและยางธรรมชาต จากการทดสอบสณฐานวทยาของ คอมโพสทพบวาการใสตวเชอมประสานไซเลนสงผลใหชองวางทเกดจากการหลดของเสนใยจากเมทรกซลดลง และทาใหเนอเมทรกซยดตดกบเสนใยเพมขน

2.2.3 ผลของสารเชอม (bonding agent) ตอสมบตการคงรป และสมบตทางกลของ คอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต Ismail และคณะ [Ismail et al., 2002] รายงานผลของสารเชอมตอสมบตการคงรป

สมบตทางกล และสณฐานวทยาของคอมโพสทระหวางเสนใยไผและยางธรรมชาต โดยสารเชอม ประกอบไปดวยสาร 3 ชนด คอ ฟนอลฟอรมาลดไฮด (phenol formaldehyde) เฮกซะเมททลลนไตรเอมน (hexamethylene tetramine) และซลกา (silica) คาเวลาการสกอรช (scorch time) และเวลาการคงรปของคอมโพสททใสสารเชอมมคาสนกวาคอมโพสททไมไดใสสารเชอม ทงนเนองมาจากแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตทเพมขน และการเพมขนของความหนดของคอมโพสท คามอดลสและคาความแขงของคอมโพสทมคาเพมขนเมอใสสารเชอม เนองมาจากแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตเพมขน จากการทดสอบสณฐานวทยาพบวาคอมโพสททใสสารเชอมมการหลดของเสนใยออกจากเมทรกซนอยมาก เนองมาจากแรงยดตดทดระหวางเสนใยและยางธรรมชาต

De และคณะ [De et al., 2006] ศกษาผลของการใชรโซซนอลฟอรมาลดไฮดลาเทกซ (resorcinol formaldehyde latex) เปนสารเชอมตอสมบตการคงรป สมบตทางกล และสณฐานวทยาของคอมโพสทระหวางเสนใยหญาและยางธรรมชาต พบวาคอมโพสททใสสารเชอมใหคาทอรก สงกวาคอมโพสททไมใสสารเชอม เพราะแรงยดตดทดบรเวณอนเทอรเฟสระหวางเสนใยและ เมทรกซ นอกจากนน คอมโพสททใสสารเชอมใหคาความทนทานตอแรงดงทสงกวาคอมโพสททไมใสสารเชอมในทกปรมาณเสนใย เนองจากมการถายเทความเคน (stress transfer) ไดอยางม

 

 

 

 

 

 

 

 

13

ประสทธภาพ จากผลการทดสอบสณฐานวทยาพบวาคอมโพสททใสสารเชอมมเสนใยทหกคาอยทเมทรกซ เนองมาจากแรงยดตดทดระหวางเสนใยและเมทรกซ Mathew และ Joseph [Mathew and Joseph, 2007] ศกษาผลของสารเชอมตอสมบตทางกล และสณฐานวทยาของคอมโพสทระหวางเสนใยปอบดและยางธรรมชาตโดยสารเชอม ประกอบไปดวยสาร 3 ชนด คอ รโซซนอลฟอรมาลดไฮดเรซน (resorcinol formaldehyde resin) เฮกซะเมททลลนไตรเอมน (hexamethylene tetramine) และพรซพเทรทซลกา (precipitated silica) พบวาการใสสารเชอมเขาไปในคอมโพสทสามารถปรบปรงคามอดลส คาความทนทานตอแรงดง คาความทนทานตอการฉกขาด และคาความแขงได เนองมาจากแรงยดตดทดระหวางเสนใยและ เมทรกซ และจากสณฐานวทยาของคอมโพสทพบวาสารเชอมชวยปรบปรงแรงยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซใหดขน 2.2.4 ผลของการดดแปรดวยความรอนตอลกษณะการบวมตวและสมบตทางกลของ คอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต Jacob และคณะ [Jacob et al., 2006] รายงานผลของการดดแปรดวยความรอนตอสมบตความทนทานตอแรงดง และลกษณะการบวมตวของคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณและยางธรรมชาต เสนใยปานศรนารายณถกนามาถกเปนผน แลวนาไปอบทอณหภม 150 องศาเซลเซยส เปนเวลา 8 ชวโมง คาความทนทานตอแรงดง คาความทนทานตอการฉกขาด และคาความแขงของคอมโพสททมการดดแปรโดยใชความรอนมคาสงกวาคอมโพสททไมมการดดแปรดวยความรอน เนองมาจากการใหความรอนแกเสนใยจนถงอณหภมทพอเหมาะสามารถเพมความสามารถในการเกดผลกของเสนใยได การดดแปรดวยความรอนสงผลใหความชนของเสนใยลดลงและสามารถเพมแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตได จากการทดสอบสณฐานวทยาของคอมโพสทแสดงใหเหนวาการดดแปรดวยความรอนสามารถชวยใหเสนใยและยางธรรมขาตเขากนไดดขน

2.2.5 ผลของการดดแปรเมทรกซตอสมบตการคงรป และสมบตทางกลของคอมโพสท ระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต

Ismail และคณะ [Ismail et al., 1997] ศกษาผลของนายางธรรมชาตอพอกซไดซมาเสรมแรงดวยผงไมจากปาลมน ามน (oil palm wood flour) โดยยางธรรมชาตอพอกซไดซทใชมปรมาณของหมอพอกไซด 50 เปอรเซนต (ENR50) พบวาเวลาการสกอรชและเวลาการคงรปลดลงเมอเพมปรมาณของผงไมจากปาลมน ามน โดยการลดลงของเวลาการสกอรชและเวลาการคงรปนขนกบปจจยหลายอยางเชน พนทผวของสารเสรมแรง ขนาดของสารเสรมแรง และความชนภายในสารเสรมแรง นอกจากน คาความทนทานตอแรงดง และคาการยดตวกอนขาด (elongation at break) มคาลดลงเมอเพมปรมาณผงไมจากปาลมน ามน เนองมาจากการเพมขนของปรมาณผงไมจากปาลม

 

 

 

 

 

 

 

 

14

นามน เปนการเพมโอกาสในการเกาะกลมกนของเสนใยดวย ดงนนหากผงไมจากปาลมนามนเกดการเกาะกลมกนจะสงผลใหคาความแขงแรงของคอมโพสทมคาลดลง

Ismail และคณะ [Ismail et al., 2006] ศกษาผลของปรมาณเยอกระดาษและชนดของยางธรรมชาตตอสมบตการคงรป สมบตเชงพลวต (dynamic properties) และสมบตความทนทานตอแรงดง โดยปรมาณเยอกระดาษทใชคอ 10 20 30 และ 40 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาตพบวาเวลาการสกอรชของคอมโพสทของยางธรรมชาต และคอมโพสทของยางธรรมชาตอพอกซไดซมคาลดลงเมอเพมปรมาณเยอกระดาษ เวลาการคงรปของคอมโพสทของยางธรรมชาตมคาลดลงเมอเพมปรมาณของเยอกระดาษ ในขณะทเวลาการคงรปของคอมโพสทของยางธรรมชาตอพอกซไดซไมไดขนอยกบปรมาณของเยอกระดาษ คาทอรกยดหยนสงสด (maximum elastic torque) และคาทอรกหนด (viscous torque) ของคอมโพสททงสองชนดมคาเพมขนเมอเพมปรมาณของเยอกระดาษ อยางไรกตามทปรมาณเยอกระดาษเทากน คอมโพสทของยางธรรมชาตอพอกซไดซมคาทอรกสงสด คามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยด (modulus at 100% strain) คามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยด (modulus at 300% strain) และคาความทนทานตอแรงดงสงกวาคอมโพสทของยางธรรมชาต ในขณะทคาการยดตวกอนขาดมคานอยกวาคอมโพสทของยางธรรมชาต เนองมาจากการยดตดทดกวาระหวางหมไฮดรอกซลของเยอกระดาษ และหมอพอกไซดของยางธรรมชาตอพอกซไดซ

Pattamaprom และคณะ [Pattamaprom et al., 2008] ศกษาผลของการดดแปรยางธรรมชาตตอสมบตทางกายภาพของคอมโพสทระหวางยางธรรมชาตและผงเถาแกลบ (rice husk ash) ยางธรรมชาตทดดแปร ไดแก ยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดและยางธรรมชาตอพอกซไดซ จากการศกษาพบวา คอมโพสทระหวางยางธรรมชาตอพอกซไดซและผงเถาแกลบแสดงคาความหนาแนนของโครงสรางรางแห (crosslink density) ทสงสดและเวลาสกอรสสนทสด ตามดวย คอมโพสทระหวางยางธรรมชาตและผงเถาแกลบ และคอมโพสทระหวางยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดและผงเถาแกลบ เนองจากหมอพอกซในยางธรรมชาตอพอกซไดซไปกระตนพนธะคในโมเลกลของยางเกดเปนแรดคอล ซงแรดคอลนสามารถเกดปฏกรยาไดอยางรวดเรวและสรางโครงสรางรางแหกบกามะถน การทคอมโพสทระหวางยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดและผงเถาแกลบมคาเวลาสกอรสทชา อาจเนองมาจากความเปนกรดของกรดมาเลอกและอนตรกรยาระหวางมาเลอกแอนไฮไดรดและสารตวเรง คามอดสสของคอมโพสทระหวางยางธรรมชาตอพอกซไดซและผงเถาแกลบและคอมโพสทระหวางยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดและผงเถาแกลบมคาสงกวาของคอมโพสทระหวางยางธรรมชาตและผงเถาแกลบ 2.2.6 ผลของการใสสารชวยใหเขากนตอสมบตการคงรป และสมบตทางกลของ คอมโพสทระหวางเสนใยธรรมชาตและยางธรรมชาต

 

 

 

 

 

 

 

 

15

Ismail และคณะ [Ismail et al., 2005] ศกษาอทธพลของการใชยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรเปนสารชวยใหเขากนตอสมบตการคงรป สมบตทางกล และสณฐานวทยาของคอมโพสทระหวางเยอกระดาษและยางธรรมชาต พบวาเวลาการสกอรชและเวลาการคงรปของ คอมโพสททใสสารชวยใหเขากนมเวลานานกวาคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน คามอดลสและคาความทนทานตอแรงดงมคาเพมขนเมอใสสารชวยใหเขากนเนองมาจากสารชวยใหเขากนสามารถปรบปรงแรงยดตดระหวางเยอกระดาษและยางธรรมชาต โดยสวนของยางธรรมชาตในยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดจะเกดการผสมแบบเขากนไดกบเมทรกซทเปนยางธรรมชาต และสวนทมขวของยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดจะสรางพนธะไฮโดรเจนกบหม ไฮดรอกซลของเยอกระดาษทบรเวณอนเทอรเฟส จากการทดสอบทางสณฐานวทยาพบวาการใส สารชวยใหเขากนสามารถลดการเกาะกลมกนของเยอกระดาษ และการหลดของเยอกระดาษจาก เมทรกซลงได Ismail และ Haw [Ismail and Haw, 2008] ศกษาผลของการใชยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดเปนเปนสารชวยใหเขากนตอสมบตการคงรป และสมบตทางกลของคอมโพ-สทระหวางผงปาลม (plam ash) และยางธรรมชาต พบวาการใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดสงผลใหเวลาการสกอรช และเวลาการคงรปลดลง เนองจากการยดตดทดระหวางผงปาลมและเมทรกซ นอกจากนน การใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดชวยเพมคาทอรกสงสด และคาทอรกตาสดของคอมโพสท ซงสามารถบอกไดวาการใชยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดจะลดลกษณะการกระจายพลงงาน (damping characteristics) ของคอมโพสทได คามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยด คามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยด คาความทนทานตอแรงดง คาการยดตวกอนขาด มคาเพมขนเมอเพมปรมาณของยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด เนองจากการปรบปรงแรงยดตดระหวางผงปาลมและเมทรกซโดยยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด จากการทดสอบทางสณฐานวทยาพบวาคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดมชองวางทเกดจากผงปาลมทหลดออกจากเมทรกซลดลง เนองจากแรงยดตดทแขงแรงระหวางผงปาลมและยางธรรมชาต Zeng และคณะ [Zeng et al., 2010] ศกษาผลของปรมาณยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดตอสมบตทางพลวต สมบตทางกล และสมบตทางสณฐานวทยาของคอมโพสทระหวางเสนใยฝายและยางธรรมชาต พบวาคามอดลสสะสม (storage modulus) คามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยด คามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยด คาความทนทานตอแรงดง คาการยดตวกอนขาด และคาความแขงของคอมโพสทมคาเพมขนเมอเพมปรมาณของยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด เนองมาจากแรงยดตดทดระหวางเสนใยและเมทรกซ จากการทดสอบทางสณฐาน

 

 

 

 

 

 

 

 

16

วทยาพบวาเสนใยทถกดงออกจากเมทรกซมความหยาบทผวของเสนใย ซงสามารถบอกไดวามการยดตดทดระหวางเสนใยและเมทรกซเมอมการใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด 2.3 การใสเสนใยสองชนดตอสมบตการคงรปและสมบตทางกลทางกลของยางคอมโพสท

คอมโพสทไฮบรด (hybrid composites) คอคอมโพสททมการใสเสนใยสองชนดหรอมากกวาสองชนดลงในเมทรกซเดยว ขอดของเสนใยชนดหนงจะใชทดแทนขอดอยของเสนใยอกชนดหนง ดงนนเปนการสมดลของราคาและประสทธภาพของคอมโพสท สมบตของคอมโพสทไฮบรดขนกบ ปรมาณเสนใย ความยาวของแตละเสนใย การจดเรยงตวของเสนใย การยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซ

Jacob และคณะ [Jacob et al., 2004] ศกษาผลของปรมาณเสนใย และอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณ และเสนใยปาลมตอสมบตการคงรป และสมบตการทนทานตอแรงดงของคอมโพสท ระหวางเสนใยปานศรนารายณ เสนใยปาลม และยางธรรมชาต พบวาเมอเพมปรมาณของเสนใยทงสองชนด สงผลใหคาทอรกของคอมโพสทมคาเพมขน เนองมาจากการเพมปรมาณของเสนใยในยางธรรมชาตทาใหความสามารถในการเคลอนทของโมเลกลของยางธรรมชาตลดลง จงทาใหคอมโพสทมความแขง (rigid) เพมขน นอกจากนพบวา ปรมาณของเสนใยไมสงผลตอเวลาการคงรปของคอมโพสท เมอเปรยบเทยบอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณ และเสนใยปาลม พบวาทอตราสวนเสนใยปานศรนารายณ 21 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต และเสนใยปาลม 9 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาตใหคาความทนทานตอแรงดงสงทสด และยงพบวาคาความทนทานตอแรงดงขนกบอตราสวนของปรมาณเสนใยปานศรนารายณมากกวาเสนในปาลม เนองมาจากเสนใยปานศรนารายณมคาความทนทานตอแรงดงทสงกวาเสนใยปาลม Jacob และคณะ [Jacob et al., 2005] ศกษาสมบตทางกลเชงพลวต (dynamic mechanical properties) ของคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณความยาว 10 มลลเมตร เสนใยปาลมความยาว 6 มลลเมตร และยางธรรมชาต พบวามอดลสสะสมมคาเพมขนเมอเพมปรมาณของเสนใยทง 2 ชนด เนองมาจากการเพมปรมาณเสนใยสงผลใหคอมโพสทมความแขงเพมมากขน นอกจากน ยงพบแนวโนมทคลายกนกบคามอดลสสญเสย (loss modulus) เมอเพมปรมาณของเสนใยในคอมโพสท การใสเสนใยลงในคอมโพสททาใหสมบตการกระจายพลงงาน (damping properties) ลดลง เพราะเสนใยจะเขาไปลดความสามารถในการเคลอนทอยางอสระของโมเลกลยางธรรมชาต นอกจากนพบวาการทาอลคาไลนเซชนสงผลตอการเพมขนของมอดลสสะสม เนองจากการเพมขนของโครงสรางรางแหและการยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซ สมบตการกระจายพลงงานลดลงเมอมการทาทาอลคาไลนเซชน

 

 

 

 

 

 

 

 

17

Jacob และคณะ [Jacob et al., 2008] ศกษาผลของการใสเสนใยปานศรนารายณ และเสนใยปาลมทผานการทาอลคาไลนเซชนตอสมบตการคงรป สมบตทางกล และสมบตทางสณฐานวทยาของยางคอมโพสท พบวาคอมโพสททใสเสนใย 2 ชนดทผานการทาอลคาไลนเซชนมคาทอรกสงสด คามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยด คาความทนทานตอแรงดง คาการยดตวกอนขาด คาความทนทานตอการฉกขาด และคาความแขงมากกวาคอมโพสททใสเสนใย 2 ชนดแตไมไดผานการดดแปร เนองมาจากการยดตดทดระหวางเสนใยและยางธรรมชาต จากการทดสอบทางสณฐานวทยาของคอมโพสท พบวาคอมโพสททใสเสนใย 2 ชนดทไมไดผานการดดแปรมชองวางทเกดขนจากการหลดของเสนใยจากเมทรกซ ในขณะทคอมโพสททผานการทาอลคาไลนเซชนมเสนใยทหกและตดอยกบเมทรกซ ซงแสดงใหเหนวาการทาอลคาไลนเซชนสงผลใหแรงยดตดระหวางเสนใยทง 2 ชนด และยางธรรมชาตดขน

 

 

 

 

 

 

 

 

บทท 3 วสดและการทดลอง

3.1 วสด วสดทใชในการทดลองประกอบดวยยางธรรมชาตเกรด STR 5L จากบรษทไทยฮวยางพารา จากด เสนใยปานศรนารายณจากกลมหนงตาบลหนงผลดภณฑของอาเภอดานขนทด จงหวดนครราชสมา มาเลอกแอนไฮไดรด (maleic anhydride, sigma-aldrich) ไดควมวเปอรออกไซด (dicumyl peroxide, aldrich chemicals) เสนใยปอแกวจากบรษทเอนอพ อสงหารมทรพย และอตสาหกรรม และสารทใชในการคงรปยางธรรมชาตประกอบไปดวยกรดสเตยรก (stearic acid) ซงคออกไซด (zinc oxide) เอน-ไซโคเฮกเซน1-2-เบนโซไทอะโซล-2-ซลเฟนาไมด (N-cyclohexyl-2-benzothiazole-2-sulphenamide, CBS) และกามะถน (sulfur) 3.2 การทดลอง 3.2.1 การเตรยมเสนใยปานศรนารายณ เสนใยปานศรนารายณถกนามาตดใหไดความยาวประมาณ 2 มลลเมตร หลงจากนนนาไปอบในเตาอบทอณหภม 60 องศาเซลเซยส ทงไว 1 คน โดยเรยกเสนใยทผานการอบในขนตอนนวาเสนใยทไมไดดดแปร (untreated fiber, UT) ในการกาจดเฮมเซลลโลส และพวกสารทมน าหนกโมลเลกลตาออกจากเสนใยทาโดยการนาเสนใยทไมไดปรบปรงไปแชในสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดความเขมขน 2 เปอรเซนตโดยน าหนก เปนเวลา 2 ชวโมง หลงจากนนนาเสนใยไปลางดวยน ากลนและอบทอณหภม 60 องศาเซลเซยส ทงไว 1 คน เสนใยทไดจากขนตอนนเรยกวาเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน (alkali treated fiber, AT)

3.2.2 การเตรยมสารชวยใหเขากน ยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด (natural rubber grafted with maleic anhydride) ถกเตรยมโดยใชเครองบดผสมภายใน (internal mixer, Hakke Rheomix 3000P ทอณหภม 130 องศาเซลเซยส เปนเวลา 10 นาท และความเรวรอบ 60 รอบตอนาท ปรมาณมาเลอกแอนไฮไดรดทใชคอ 6 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต สวนปรมาณไดควมวเปอรออกไซดคอ 1 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต

3.2.3 การเตรยมและการขนรปคอมโพสท สตรของยางคอมปาวดทใชในการศกษานแสดงในตารางท 3.1 โดยคอมปาวดถกเตรยมโดยใชเครองผสมแบบสองลกกลง (two roll mill, Chaichareon) ทอณหภมหอง และใชปรมาณของเสนใยตางกนคอ 10 20 และ 30 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต ขนแรกของการผสมจะ

 

 

 

 

 

 

 

 

19

นายางธรรมชาตมาบดใหนมเปนเวลา 5 นาท หลงจากนนทาการเตมซงคออกไซด และเสนใยลงไปตามลาดบ หลงจากใสเสนใยเขาไปแลวทาการใสสารทชวยในการทาใหยางคงรปและเกดโครงสรางรางแห คอ กรดสเตยรก CBS และกามะถน เวลาการผสมทงหมดคอ 25 นาท ชนงานสาหรบทดสอบถกเตรยมโดยเครองกดอด (compression molding machine, Gotech, GT-7014-A30) ภายใตแรงดน 130 เมกะปาสคาล และอณหภม 150 องศาเซลเซยส ในการศกษาผลของการใสสารชวยใหเขากน ยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดถกใชในปรมาณ 5 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต จากการพจารณาสมบตทางกล และสมบตการคงรปคอมโพสททปรมาณเสนใยตางๆ ปรมาณเสนใยททาใหคอมโพสทมคาสมบตทางกล และสมบตการคงรปทเหมาะสมทสด จะถกใชในการศกษาผลของการใสเสนใยสองชนดลงในยางธรรมชาตตอสมบตทางกล สมบตการคงรป และสณฐานวทยาของคอมโพสท โดยปรมาณของเสนใยปานศรนารายณตอเสนใยปอแกวทใชศกษาคอ 8 ตอ 2 5 ตอ 5 และ 2 ตอ 8 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต ตารางท 3.1 สตรคอมปาวดทใชในการศกษา

วสด ปรมาณ (สวนในหนงรอยสวนของยาง

ธรรมชาต) ยางธรรมชาต (NR) 100 100 100 100 ซงคออกไซด 5 5 5 5 กรดสเตยรก 1.5 1.5 1.5 1.5 CBS 0.5 0.5 0.5 0.5 กามะถน 2.5 2.5 2.5 2.5 เสนใยปานทไมไดปรบปรง (UT) - x - x เสนใยปานทผานการทาอลคาไลนเซชน (AT) - - x - ยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด (NR-g-MA) - - - 5 หมายเหต x คอ 10 20 และ 30 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต 3.2.4 การวเคราะหและตรวจสอบยางธรรมชาต และคอมโพสทของยางธรรมชาต

3.2.4.1 การวเคราะหยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด อนฟราเรดสเปกตราของยางธรรมชาต และยางธรรมชาตกราฟทมาเลอก

แอนไฮไดรด ถกตรวจสอบโดยเครองอนฟราเรดสเปกโตรมเตอร (FTIR spectrometer, Bruker) โดยทาการทดสอบในชวงเลขคลน 4000 ถง 600 cm-1 ทาการสเกน 32 ครง ทความละเอยดเลขคลน 4 cm-1

 

 

 

 

 

 

 

 

20

ในการวเคราะหดวยเครองอนฟราเรดสเปกโตรสโคปยางธรรมชาต และยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดทผานการกาจดมาเลอกแอนไฮไดรดทไมทาปฏกรยาออกแลว ถกทดสอบโดยการหลอลงบนแผนโพแทสเซยมโบรไมด (KBr disc)

ปรมาณมาเลอกแอนไฮไดรดทกราฟทบนยางธรรมชาตหาไดจากการไทเทรตหมคารบอกซลก (carboxylic acid groups) ทมาจากหมแอนไฮไดรด สารละลายของยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดทใชในการไทเทรตเตรยมโดยการละลาย 1 กรมของยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดในโทลอน 100 มลลลตร ทอณหภมเทากบจดเดอดของโทลอน มาเลอกแอนไฮไดรดทไมเกดปฏกรยาถกแยกออกโดยการเตมอะซโตนปรมาณมากเกนพอลงในสารละลายของยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดและทาการกรอง นายางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดทไดจากการตกตะกอนไปทาใหแหงในตอบสญญากาศทอณหภม 40 องศาเซลเซยส เปนเวลา 24 ชวโมง นาตวอยางทไดไปละลายในโทลอนอกครง จากนนเตมน า 0.2 มลลลตร เพอทาการไฮโดรไลทหมแอนไฮไดรดไปเปนหมคารบอกซลก ทาการรฟลกซ (reflux) สารละลายเปนเวลา 2 ชวโมงเพอใหการเกดไฮโดรไลซสสมบรณ ทาการไตเทรตปรมาณคารบอกซลกดวยสารละลายโปแทสเซยมไฮดรอกไซดความเขมขน 0.25 N ในการเครยมสารละลายใชเมทานอลและเบนซลแอลกอฮอลเปนตวทาละลายทอตราสวน 1 ตอ 9 โดยปรมาตร ฟนอฟทาลน (phenolphthalein)ใชเปนตวชวด (indicator) ความเขมขนของคารบอกซลกถกเปลยนไปเปนปรมาณมาเลอกแอนไฮไดรดตามสมการ 3.1 (Nakason et al., 2004)

1 0(V -V )MA (wt%) = ×N×98×100%

2w (3.1)

N คอ ความเขมขนของสารละลายโปแทสเซยมไฮดรอกไซด หนวยเปนโมลตอลตร V0 และ V1 คอ ปรมาณสารละลายโปแทสเซยมไฮดรอกไซดทใชในการไตเทรตของ blank และตวอยาง ตามลาดบ W คอ นาหนกของยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด หนวยเปนกรม 3.2.4.2 สมบตการคงรป (cure characteristics) สมบตการคงรปประกอบดวย ทอรกสงสด (MH) ทอรกตาสด (ML) เวลาการสกอรช (ts1) และเวลาการคงรป (t90) โดยทาการทดสอบดวยเครอง moving die rheometer (MDR, Gotech, GT-M200F) ทอณหภม 150 องศาเซลเซยส 3.2.4.3 สมบตทางกล (mechanical properties) สมบตดานความทนทานตอแรงดง (tensile properties) ทาการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D412 โดยใชเครอง universal testing machine (Instron, 5565) ขนาดของเซลลรบแรง 5 กโลนวตน ความเรวในการดง 500 มลลเมตรตอนาท ความยาวของเกจ 33 เซนตเมตร

 

 

 

 

 

 

 

 

21

สมบตดานความทนทานตอการฉกขาด (tear properties) ทาการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D624 โดยใชเครอง universal testing machine (Instron, 5565) ขนาดของเซลลรบแรง 5 กโลนวตน ความเรวในการดง 500 มลลเมตรตอนาท สมบตดานความแขง (hardness) ทาการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D2240 โดยใชเครอง international rubber hardness degrees tester, Bai Eiss, Digi Test) 3.2.4.4 สมบตทางสณฐานวทยา (morphological properties) การตรวจสอบสมบตทางสณฐานวทยา ทาโดยใชเครอง scanning electron microscope, Jeol, JSM-6400) การเตรยมตวอยางทาโดยการนาชนงานตวอยางทผานการทดสอบความทนทานตอแรงดงไปทาการเคลอบดวยทองกอนนาไปศกษา

 

 

 

 

 

 

 

 

บทท 4 วเคราะหผลการทดลอง

งานวจยนเปนการศกษาผลของการดดแปรพนผวของเสนใยปานศรนารายณโดยการทา

อลคาไลนเซชน และการใสสารชวยใหเขากนตอสมบตการคงรป สมบตทางกล และสมบตทางสณฐานวทยาของคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณและยางธรรมชาต และผลของปรมาณของเสนใยปานศรนารายณทปรมาณ 10 20 และ 30 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต (part per hundred of rubber, phr) นอกจากน มการศกษาผลของใสเสนใยสองชนด (hybrid fibers) คอ เสนใยปานศรนารายณ และเสนใยปอแกว ตอสมบตการคงรป สมบตทางกล และสมบตทางสณฐานวทยาของคอมโพสทระหวางเสนในปานศรนารายณ เสนใยปอแกวและยางธรรมชาต

4.1 ผลของการทาอลคาไลนเซชน และปรมาณเสนใยตอสมบตของคอมโพสทระหวางปานศรนารายณ และยางธรรมชาต

4.1.1 สมบตการคงรป จากการทดสอบสมบตการคงรปดวยเครอง MDR คาทอรกสงสด (MH) ทไดเปนคาทบอกถงความแขงของยาง ในขณะทคาทอรกตาสด (ML) จะบอกถงความหนดเรมตนของยางคอมปาวด คาทอรกสงสด คาทอรกตาสด เวลาการสกอรช (ts1) และเวลาการคงรป (t90) ของยางธรรมชาต ยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทไมไดดดแปร และยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน แสดงดงตารางท 4.1 พบวาเมอเพมปรมาณเสนใยทไมไดดดแปรสงผลใหคาทอรกสงสด และคาทอรกตาสดเพมขนดงแสดงในรปท 4.1 และ 4.2 ตามลาดบ เนองมาจากการเพมขนของความแขงของคอมโพสท และการลดลงของการจดเรยงตวของโมเลกลของยางธรรมชาต Mathew และ Joseph [Mathew and Joseph, 2007] พบเชนกนวาเมอเพอปรมาณเสนใยสงผลใหคาทอรกสงสดของคอมโพสทระหวางเสนใยปอบด (isora fiber) และยางธรรมชาตเพมขน จากรปท 4.3 พบวาปรมาณของเสนใยทไมไดดดแปรไมไดสงผลตอคาเวลาการ สกอรชของคอมโพสท นอกจากน Ismail และคณะ [Ismail et al., 2002] และ Lopattananon และคณะ [Lopattananon et al., 2006] พบผลทคลายกนเมอทดสอบกบคอมโพสทระหวางเสนใยไผและ ยางธรรมชาต และคอมโพสทระหวางเสนใยสบปะรดและยางธรรมชาตตามลาดบ เวลาการคงรปของคอมโพสทมคาลดลงเมอเพมปรมาณของเสนใยทไมไดดดแปรดงแสดงในรปท 4.4 โดยทวไปแลวสมบตการคงรปของคอมโพสทขนอยกบสมบตของสารเสรมแรง เชน พนทผว ขนาดของสารเสรมแรง ความชน และปรมาณของโลหะออกไซด [Ismail et al., 1997]

 

 

 

 

 

 

 

 

23

เมอทาการเพมปรมาณของเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนในคอมโพสทพบวามผลทคลายกนกบการเพมปรมาณเสนใยทไมไดดดแปร โดยคาทอรกสงสด และคาทอรกตาสดจะเพมขน ในขณะทคาเวลาการสกอรช และคาเวลาการคงรปมคาลดลง เมอพจารณาทปรมาณเสนใยเทากน พบวาคอมโพสทของเสนใยทผานการทา อลคาไลนเซชนใหคาทอรกสงสด และทอรกตาสดทสงกวาคอมโพสทของเสนใยทไมไดดดแปร ดงแสดงในรปท 4.1 และ 4.2 ตามลาดบ เมอเสนใยถกดดแปรโดยการทาอลคาไลนเซชน เฮมเซลลโลส สารพวกขผง และสารปนเปอนตางๆ ทอยบรเวณพนผวของเสนใยถกกาจดออกไป สงผลใหพนผวของเสนใยมความขรขระเพมขน เปนการปรบปรงแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตผานกลไกแบบการเชอมตอกนทางกล (mechanical interlocking) โดย Mathew และ Joseph [Mathew and Joseph, 2007] รายงานผลทคลายกนเมอศกษาคอมโพสทระหวางเสนใยปอบดและยางธรรมชาต การทาอลคาไลนเซชนไมไดสงผลตอคาเวลาการสกอรช และคาเวลาการคงรปของคอมโพสทดงแสดงในรปท 4.3 และ 4.4 ตามลาดบ ในทางตรงกนขาม De และคณะ [De et al., 2006] พบวาคาเวลาการคงรปของคอมโพสททใสเสนใยหญาทผานการทาอลคาไลนเซชนมคานอยกวาคอมโพสททใสเสนใยหญาทไมไดดดแปร เนองมาจากวาคา pH ของเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมคาเทากบ 8.1 ซงการเกดปฏกรยาการคงรปจะเรวขนเมออยในคา pH ทเปนดาง แตในการศกษาน หลงจากเสนใยผานการทาอลคาไลนเซชนจะถกนามาลางดวยน ากลนจนกระทงคา pH เทากบ 7 ดงนนการทาอลคาไลนเซชนจงไมสงผลตอคาเวลาการคงรปของคอมโพสท ตารางท 4.1 สมบตการคงรปของยางธรรมชาต ยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทไมไดดดแปร และยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนทปรมาณเสนใยตางๆ

Formulation MH

(dN-m) ML

(dN-m) Time (min)

ts1 t90 NR 16.662 2.310 4.27 7.54 NR/10 UT 19.741 2.620 3.35 7.16 NR/20 UT 21.170 3.373 3.29 6.33 NR/30 UT 22.790 3.722 3.20 6.02 NR/10 AT 23.650 3.757 3.33 7.08 NR/20 AT 26.641 3.919 3.23 6.21 NR/30 AT 28.410 4.022 3.18 5.93

 

 

 

 

 

 

 

 

24

รปท 4.1 ผลของปรมาณเสนใยตอคาทอรกสงสดของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

รปท 4.2 ผลของปรมาณเสนใยตอคาทอรกตาสดของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

 

 

 

 

 

 

 

 

25

รปท 4.3 ผลของปรมาณเสนใยตอคาเวลาการสกอรชของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

รปท 4.4 ผลของปรมาณเสนใยตอคาเวลาการคงรปของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

4.1.2 สมบตทางกล (mechanical properties) สมบตทางกลของยางธรรมชาต ยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทไมไดดดแปร และยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน แสดงดงตารางท 4.2

 

 

 

 

 

 

 

 

26

4.1.2.1 สมบตความทนทานตอแรงดง (tensile properties) คามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยด (modulus at 100% strain, M100)

และคามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยด (modulus at 300% strain, M300) ของยางธรรมชาต และคอมโพสทระหวางเสนใยทไมไดดดแปรกบยางธรรมชาต แสดงในรปท 4.5 และ 4.6 ตามลาดบ พบวาเมอเพมปรมาณเสนใย คา M100 และคา M300 ของคอมโพสทมคาเพมขน เนองมาจากการลดลงของความยดหยนของสายโซยางสงผลใหคอมโพสทแขง (rigid) ขน ในรปท 4.7 แสดงคาความทนทานตอแรงดง (tensile strength) ของยางธรรมชาต และยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทไมไดดดแปร พบวาคาความทนทานตอแรงดงของยางธรรมชาตมคาสงกวาคอมโพสทในทกอตราสวนปรมาณเสนใย เพราะวาการดงยดสามารถเหนยวนาใหยางธรรมชาตเกดผลก (strain-induced crystallization) ของยางถกรบกวนโดยเสนใย [Mathew and Joseph, 2007] ดงนนประสทธภาพในการเกดผลกจากการดงยดจงลดลงเปนเหตใหคาความทนทานตอแรงดงของคอมโพสทมคาตากวาของยางธรรมชาต นอกจากน พบวาคาความทนทานตอแรงดงของคอมโพสทระหวางเสนใยทไมไดดดแปรและยางธรรมชาตมคาลดลงเมอเพมปรมาณของเสนใย เนองจากวาการเพมปรมาณเสนใยใหมากขนสงผลใหเกดการเกาะกลมกนของเสนใยทาใหการถายเทความเคน (stress transfer) เกดยากขนและยงเปนการรบกวนความสมาเสมอของเฟสเมทรกซอกดวย [De et al., 2006] สงผลใหคาความทนทานตอแรงดงของคอมโพสทมคาลดลง การใสเสนใยทไมไดดดแปรเขาไปในยางธรรมชาตยงทาใหคาการยดตวกอนขาด (elongation at break) มคาลดลงดงแสดงในรปท 4.8 และเมอเพมปรมาณเสนใยทาใหคอมโพสทแขง (stiff) ขนสงผลใหแรงตานทานตอการยดตวลดลง

เมอปรมาณของเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนในยางธรรมชาตเพมขน พบวาคา M100 คา M300 คาความทนทานตอแรงดง และคาการยดตวกอนขาดของคอมโพสทใหแนวโนมเดยวกนกบการเพมปรมาณเสนใยทไมไดดดแปรลงในยางธรรมชาต ดงแสดงในรปท 4.5-4.8 Mathew และ Joseph [Mathew and Joseph, 2007] พบผลทคลายกนเมอทดสอบกนคอมโพสทระหวางเสนใยปอบด (isora fiber) และยางธรรมชาต แตอยางไรกตาม จากรปท 4.5-4.8 พบวาคอมโพสทของเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนใหคา M100 คา M300 คาความทนทานตอแรงดง และคาการยดตวกอนขาดสงกวาคอมโพสทของเสนใยทไมไดดดแปร เนองมาจากวาการทาอลคาไลนเซชนทาใหเฮมเซลลโลส สารพวกขผง และสารปนเปอนตางๆ ถกกาจดออกไปจากเสนใยสงผลใหพนผวเสนใยมความขรขระเพมมากขนซงเปนการเพมแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตผานกลไกแบบการเชอมตอกนทางกล ทาใหความสามารถในการถายเทความเคนทบรเวณอนเทอรเฟสระหวางเสนใยและเมทรกซมประสทธภาพดขน Lopattananon และคณะ [Lopattananon

 

 

 

 

 

 

 

 

27

et al., 2006] พบผลทคลายกนในการเสรมแรงยางธรรมชาตดวยเสนใยสบปะรดทผานการทาอลคาไลนเซชน

4.1.2.2 สมบตความทนทานตอการฉกขาด (tear properties) คาความทนทานตอการฉกขาดของยางธรรมชาต และคอมโพสทระหวางเสนใยทไมไดดดแปรกบยางธรรมชาต แสดงในรปท 4.9 พบวาเมอเพมปรมาณเสนใย คาความทนทานตอการฉกขาดมคาเพมขน เนองมาจากเสนใยไปขวางแนวการฉกขาดทาใหการขยายของรอยแยก (crack propagation) เกดยากขน [Ismail et al., 1997] โดยพบแนวโนมทคลายกบเมอเพมปรมาณเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนในยางธรรมชาต ดงแสดงในรปท 4.9 เมอเปรยบเทยบระหวางคอมโพสททไมไดดดแปรกบคอมโพสททผานการทาอลคาไลนเซชน พบวาคอมโพสททผานการทาอลคาไลนเซชนมคาความทนทานตอการฉกขาดทสงกวาคอมโพสททไมไดดดแปรเพราะวามแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตทดกวา Mathew และ Joseph [Mathew and Joseph, 2007] พบผลทคลายกนในการเสรมแรงยางธรรมชาตดวยเสนใยปอบด

 

 

 

 

 

 

 

 

28

ตารางท 4.2 สมบตทางกลของยางธรรมชาต ยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทไมไดดดแปรและยางธรรมชาตทเสรมแรงดวยเสนใยทผานการทาอลคาไลน เซชนทปรมาณเสนใยตางๆ

Formulation M100 (MPa)

M300 (MPa)

Tensile strength (MPa)

Elongation at break (%)

Hardness (IRHD)

Tear strength (kN/m)

NR 0.82±0.068 1.65±0.138 20.13±0.113 1350±17.67 39.34±0.195 21.38±0.471 NR/10 UT 1.09±0.081 1.75±0.132 11.05±0.121 1090±21.22 45.96±0.955 22.43±1.220 NR/20 UT 1.13±0.032 1.78±0.112 9.67±0.092 1050±19.03 49.14±0.776 24.91±0.560 NR/30 UT 1.22±0.046 1.92±0.171 8.70±0.146 920±23.49 55.18±0.756 27.34±0.770 NR/10 AT 1.36±0.022 1.83±0.075 13.09±0.082 1111±19.21 50.74±1.775 26.54±1.450 NR/20 AT 1.48±0.051 2.02±0.061 11.04±0.104 1070±24.60 52.82±0.726 28.60±1.200 NR/30 AT 1.59±0.044 2.26±0.052 9.42±0.093 950±18.44 59.16±0.896 30.24±0.890

 

 

 

 

 

 

 

 

29

รปท 4.5 ผลของปรมาณเสนใยตอคามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยดของคอมโพสททใสเสนใย ทไมไดดดแปรและคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

รปท 4.6 ผลของปรมาณเสนใยตอคามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยดของคอมโพสททใสเสนใย ทไมไดดดแปรและคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

 

 

 

 

 

 

 

 

30

รปท 4.7 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความทนทานตอแรงดงของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดด แปรและคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

รปท 4.8 ผลของปรมาณเสนใยตอคาการยดตวกอนขาดของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดด แปรและคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

 

 

 

 

 

 

 

 

31

รปท 4.9 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความทนทานตอการฉกขาดของคอมโพสททใสเสนใยท ไมไดดดแปรและคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

4.1.2.3 สมบตดานความแขง (hardness) คาความแขงของคอมโพสทระหวางเสนใยทไมไดดดแปรกบยางธรรมชาตมคาเพมขน เมอเพมปรมาณเสนใยทไมไดดดแปร ดงแสดงในรปท 4.10 เนองมาจากการเพมขนของเสนใยสงผลใหคอมโพสทแขง (stiff) ขนทาใหคาความแขงของคอมโพสทมคาเพมขน นอกจากน จากรปท 4.10 คาความแขงของคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมคามากกวาคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปรเพราะวาการทาอลคาไลนเซชนจะปรบปรงแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตใหดขน De และคณะ [De et al., 2006] พบผลทคลายกนในการเสรมแรงยางธรรมชาตดวยเสนใยหญา

 

 

 

 

 

 

 

 

32

รปท 4.10 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความแขงของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

4.1.3 สมบตทางสณฐานวทยา (morphological properties) ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราดของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปรทปรมาณเสนใย 10 20 และ 30 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต แสดงในรปท 4.11 โดยพบวามชองวางทเกดขนจากการหลดของเสนใยจากเมทรกซเนองมาจากแรงยดตดทไมดระหวางเสนใยปานศรนารายณทมความเปนขวสงกบยางธรรมชาตทไมมขว นอกจากนเมอเพมปรมาณเสนใยในยางธรรมชาต พบวาเกดการเกาะกลมกนของเสนใยขน ดงแสดงในรปท 4.11 (b) และ (c) ซงเปนสาเหตของการลดลงของคาความทนทานตอแรงดงของคอมโพสท ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราดของคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนแสดงใหเหนวามการลดลงของชองวางทเกดจากการหลดของเสนใยจากเมทรกซ เมอเปรยบเทยบกบคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร ดงแสดงในรปท 4.12 เนองมาจากการยดตดทดระหวางเสนใยและเมทรกซ แตอยางไรกตาม สามารถสงเกตเหนการเกาะกลมกนของเสนใยไดเมอเพมปรมาณของเสนใยทผานการทาอลคาไลน-เซชน

 

 

 

 

 

 

 

 

33

รปท 4.11 ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราด ทกาลงขยาย 40x ของคอมโพสท (a) NR/10UT, (b) NR/20UT, และ (c) NR/30UT

SUT 20kV x40 39mm SUT 20kV x40 39mm

(a) (b)

SUT 20kV x40 39mm

(c)

 

 

 

 

 

 

 

 

34

รปท 4.12 ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราด ทกาลงขยาย 40x ของคอมโพสท (a) NR/10AT, (b) NR/20AT, และ (c) NR/30AT 4.2 ผลของการใสสารชวยใหเขากน และปรมาณเสนใยตอสมบตของคอมโพสทระหวางปาน

ศรนารายณและยางธรรมชาต 4.2.1 การวเคราะหยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด จากสเปกตรมของยางธรรมชาต และยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดใน

รปท 4.13 พบวายางธรรมชาตแสดงพคเฉพาะของ C=C ทเลขคลน 1662 cm-1 และ 835 cm-1 ในขณะทยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดแสดงพคใหมท 1867 cm-1 และ 1790 cm-1 Lin-Vien และคณะ [Lin-Vien et al., 1991] รายงานวาวงแหวนหาเหลยมซงเปนสวนหนงของแอนไฮไดรดจะแสดงพคของ C=O ท 1870 ถง 1845 cm-1 (weaker) และท 1800 ถง 1775 cm-1 (stronger) ดงนนพคใหมทพบในสเปกตรมของยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดท 1867 cm-1 และ 1790 cm-1 สามารถยนยนไดวามาเลอกแอนไฮไดรดไดกราฟทตดบนยางธรรมชาต นอกจากนในสเปกตรมของยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดพบวาไมมพคท 698 cm-1 ซงเปนพคของ C=C ของมาเลอก

SUT 20kV x40 39mm

(a)

SUT 20kV x40 39mm

(b)

SUT 20kV x40 39mm

(c)

 

 

 

 

 

 

 

 

35

แอนไฮไดรด ดงนนแสดงวาไมมมาเลอกแอนไฮไดรดทไมไดทาปฏกรยาเหลออยในยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด และยงพบวามพคทเลขคลน 1736 cm-1 ซงเปนพคของหมคารบอนลของกรดอนทรยซงเกดจากปฏกรยาการเปดวงของซคซนคแอนไฮไดรด โดยซคซนคแอนไฮไดรดทกราฟทอยบนยางธรรมชาตมความวองไวตอความชน ดงนนวงแหวนแอนไฮไดรดจงสามารถเปดออก และทาใหเกดกรดอนทรยไดในขณะทเกดปฏกรยาการกราฟท จากการหาปรมาณของมาเลอกแอนไฮไดรดทกราฟทบนยางธรรมชาตโดยวธการไทเทรต พบวามมาเลอกแอนไฮไดรดอยเปนปรมาณ 1.38 เปอรเซนตโดยนาหนก

รปท 4.13 สเปกตรมของยางธรรมชาต (a) และยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด (b)

4.2.2 สมบตการคงรป

คาทอรกสงสด คาทอรกตาสด เวลาการสกอรช และเวลาการคงรป ของยางธรรมชาต ยางคอมโพสททไมไดใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด และยางคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด แสดงดงตารางท 4.3 คาทอรกสงสด และคาทอรกตาสดมคาเพมขน เมอใสสารชวยใหเขากน (ยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด) ลงไปในคอมโพสท ระหวางเสนใยปานศรนารายณและยางธรรมชาต ดงแสดงในรปท 4.14 และ 4.15 ตามลาดบ เนองมาจากการปรบปรงแรงยดตดบรเวณผวระหวางเสนใยปานศรนารายณ และยางธรรมชาต Ismail และ Haw [Ismail and Haw, 2008] พบวาการใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดเพอเปนสารชวยใหเขากนสงผลใหคาทอรกสงสดของคอมโพสทระหวางเสนใยปาลมและยางธรรมชาตมคาเพมขน คาเวลาการสกอรชและเวลาการคงรปของยางคอมโพสททไมไดใสยางธรรมชาตกราฟท มาเลอกแอนไฮไดรด และยางคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด แสดงดงรป

 

 

 

 

 

 

 

 

36

ท 4.16 และ 4.17 ตามลาดบ คาเวลาการสกอรชและเวลาการคงรปของยางคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด มคามากกวายางคอมโพสททไมไดใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด เนองมาจากความเปนกรดของกรดมาเลอกและการเกดปฏกรยาระหวางมาเลอกแอนไฮไดรดและตวเรงปฏกรยาในระบบ [Teh et al., 2004] ตารางท 4.3 สมบตการคงรปของยางธรรมชาต คอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน และ คอมโพสททใสสารชวยใหเขากนทปรมาณเสนใยตางๆ

Formulation MH

(dN-m) ML

(dN-m) Time (min)

ts1 t90 NR 16.662 2.310 4.27 7.54 NR/10 UT 19.741 2.620 3.35 7.16 NR/20 UT 21.170 3.373 3.29 6.33 NR/30 UT 22.790 3.722 3.20 6.02 NR/5 NR-g-MA/10 UT 26.348 4.376 4.22 8.43 NR/5 NR-g-MA/20 UT 28.612 4.847 4.06 8.05 NR/5 NR-g-MA/30 UT 29.734 5.446 4.03 7.72

รปท 4.14 ผลของปรมาณเสนใยตอคาทอรกสงสดของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน และคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน

 

 

 

 

 

 

 

 

37

รปท 4.15 ผลของปรมาณเสนใยตอคาทอรกตาสดของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน และคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน

รปท 4.16 ผลของปรมาณเสนใยตอคาเวลาการสกอรชของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน และคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน

 

 

 

 

 

 

 

 

38

รปท 4.17 ผลของปรมาณเสนใยตอคาเวลาการคงรปของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชน

4.2.3 สมบตทางกล สมบตทางกลของของยางธรรมชาต ยางคอมโพสททไมไดใสยางธรรมชาตกราฟท

มาเลอกแอนไฮไดรด และยางคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด แสดงดงตารางท 4.4 4.2.3.1 สมบตความทนทานตอแรงดง

การใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดลงไปในคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณและยางธรรมชาต สงผลใหคามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยด คามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยด คาความทนทานตอแรงดง และคาการยดตวกอนขาดของยางคอมโพสทมคาสงขนดงแสดงในรปท 4.18, 4.19, 4.20 และ 4.21 ตามลาดบ เนองมาจากการปรบปรงแรงยดตดระหวางเสนใยและเมทรกซโดยยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด การปรบปรงแรงยดตดทเกดขนนอาจจะมาจากการเขากนไดของสวนทเปนยางธรรมชาตในยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดกบยางธรรมชาต และการเกดพนธะไฮโดรเจนระหวางสวนทมขวในยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดกบหมไฮดรอกซลของเสนใย [Ismail and Haw, 2008] โดยยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดมสวนสาคญในการลดแรงดงบรเวณพนผว (interfacial tension) และเพมแรงยดตดบรเวณพนผว (interfacial adhesion) จงสงผลใหสมบตความทนทานตอแรงดงมคาเพมขน

 

 

 

 

 

 

 

 

39

ตารางท 4.4 สมบตทางกลของยางธรรมชาต คอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากนและคอมโพสททใสสารชวยใหเขากนทปรมาณเสนใยตางๆ

Formulation M100 (MPa)

M300 (MPa)

Tensile strength (MPa)

Elongation at break (%)

Hardness (IRHD)

Tear strength (kN/m)

NR 0.82±0.068 1.65±0.138 20.13±0.113 1350±17.67 39.34±0.195 21.38±0.471 NR/10 UT 1.09±0.081 1.75±0.132 11.05±0.121 1090±21.22 45.96±0.955 22.43±1.220 NR/20 UT 1.13±0.032 1.78±0.112 9.67±0.092 1050±19.03 49.14±0.776 24.91±0.560 NR/30 UT 1.22±0.046 1.92±0.171 8.70±0.146 920±23.49 55.18±0.756 27.34±0.770 NR/5 NR-g-MA/10 UT 1.67±0.033 2.52±0.035 15.75±0.087 1139±18.34 52.38±0.925 31.87±1.548 NR/5 NR-g-MA/20 UT 1.35±0.082 2.03±0.100 11.01±0.184 1107±17.67 56.89±0.939 33.41±1.777 NR/5 NR-g-MA/30 UT 1.43±0.007 2.04±0.056 9.44±0.219 961±19.29 61.12±0.676 34.67±0.588

 

 

 

 

 

 

 

 

40

รปท 4.18 ผลของปรมาณเสนใยตอคามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยดของคอมโพสททไมไดใส สารชวยใหเขากนและคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน

รปท 4.19 ผลของปรมาณเสนใยตอคามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยดของคอมโพสททไมไดใส สารชวยใหเขากนและคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน

 

 

 

 

 

 

 

 

41

รปท 4.20 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความทนทานตอแรงดงของคอมโพสททไมไดใสสารชวยให เขากนและคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน

รปท 4.21 ผลของปรมาณเสนใยตอคาการยดตวกอนขาดของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน และคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน

 

 

 

 

 

 

 

 

42

4.2.3.2 สมบตความทนทานตอการฉกขาด คาความทนทานตอการฉกขาดยางคอมโพสททไมไดใสยางธรรมชาตกราฟท มาเลอกแอนไฮไดรด และยางคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด ทปรมาณเสนใยตางๆ แสดงในรปท 4.22 พบวาเมอเพมปรมาณเสนใยคาความทนทานตอการฉกขาดมคาเพมขนเนองมาจากเสนใยไปขวางแนวการฉกขาดทาใหการขยายของรอยแยกเกดยากขน [Ismail et al., 1997] เมอเปรยบเทยบระหวางคอมโพสททไมไดใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด และยางคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด พบวาคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดมคาความทนทานตอการฉกขาดทสงกวาคอมโพสททไมไดใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด เนองจากยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดเขาไปชวยใหแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตดขน

รปท 4.22 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความทนทานตอการฉกขาดของคอมโพสททไมไดใสสารชวย ใหเขากนและคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน 4.2.3.3 สมบตดานความแขง เมอใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดเขาไปในยางคอมโพสท สงผลใหคาความแขงของยางคอมโพสทมคาเพมขนเมอเปรยบเทยบกบคาความแขงของยางคอมโพสททไมไดใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด ดงแสดงในรปท 4.23 ทงนเนองมาจากสารชวยใหเขากนเขาไปปรบปรงแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตใหดขน นอกจากนเมอเพมปรมาณของเสนใยในยางธรรมชาตจะสงผลใหยางคอมโพสทแขงขนทาใหคาความแขงของยางคอมโพสทมคาเพมขน

 

 

 

 

 

 

 

 

43

รปท 4.23 ผลของปรมาณเสนใยตอคาความแขงของคอมโพสททไมไดใสสารชวยใหเขากน และคอมโพสททใสสารชวยใหเขากน

4.2.4 สมบตทางสณฐานวทยา ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราดของคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดทปรมาณเสนใย 10 20 และ 30 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต แสดงในรปท 4.24 โดยพบวาชองวางทเกดขนจากการหลดของเสนใยจากเมทรกซเนองมาจากแรงยดตดทไมดระหวางเสนใยปานศรนารายณทมความเปนขวสงกบยางธรรมชาตทไมมขวมแนวโนมลดลง เมอเทยบกบคอมโพสททไมใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดทแสดงในรปท 4.11 นอกจากนสามารถสงเกตเหนการเกาะกลมกนของเสนใยไดเมอเพมปรมาณของเสนใยในคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด ดงแสดงในรปท 4.24 (b) และ (c)

 

 

 

 

 

 

 

 

44

รปท 4.24 ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราด ทกาลงขยาย 40x ของคอมโพสท (a) NR/10UT/5NR-g-MA (b) NR/20UT/5NR-g-MA และ (c) NR/30UT/5NR-g-MA

เมอเปรยบเทยบสมบตทางกลของยางคอมโพสททมการใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนและยางคอมโพสททมการใสสารชวยใหเขากนพบวายางคอมโพสททมการใสสารชวยใหเขากนมสมบตทางกลทดกวา เนองจากการปรบปรงการยดตดทพนผวระหวางเสนใยและยางธรรมชาตทดกวา

4.3 ผลของการใสเสนใยสองชนดตอสมบตของคอมโพสทของยางธรรมชาต 4.3.1 สมบตการคงรป

คาทอรกสงสด คาทอรกตาสด เวลาการสกอรช และเวลาการคงรป ของยางคอมโพสท ระหวางเสนใยปานศรนารายณ และเสนใยปอแกว แสดงดงตารางท 4.5 โดยปรมาณรวมของเสนใยอยท 10 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต อตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวเปน 10 ตอ 0 8 ตอ 2 5 ตอ 5 และ 2 ตอ 8 คาทอรกสงสด และคาทอรกตาสดมคาเพมขนเมอเพมปรมาณของเสนใยปอแกวในคอมโพสท และเรมคงทหลงจากปรมาณของเสนใยปอแกวใน

SUT 20kV x40 39mm

(a)

SUT 20kV x40 39mm

(b)

SUT 20kV x40 39mm

(c)

 

 

 

 

 

 

 

 

45

คอมโพสทมปรมาณมากกวา 5 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต ดงแสดงในรปท 4.25 แตอยางไรกตามไมพบการเปลยนแปลงอยางมนยสาคญของเวลาการสกอรช และเวลาการคงรปของคอมโพสทเมอทาการเพมปรมาณสวนของเสนใยปอแกวในคอมโพสท ดงแสดงในรปท 4.26 ตารางท 4.5 สมบตการคงรปของคอมโพสทของยางธรรมชาต

Formulation MH

(dN-m) ML

(dN-m) Time (min)

ts1 t90 10 Sisal 16.662 2.310 4.27 7.54

2 Rossells – 8 Sisal 26.048 4.191 3.10 6.50 5 Rossells – 5 Sisal 29.139 4.435 3.27 6.57 8 Rossells – 2 Sisal 29.013 4.718 3.39 7.15

รปท 4.25 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอคาทอรก สงสดและคาทอรกตาสดของคอมโพสท

 

 

 

 

 

 

 

 

46

รปท 4.26 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอเวลาการ สกอรชและเวลาการคงรปของคอมโพสท

4.2.4 สมบตทางกล สมบตทางกลของยางคอมโพสทของยางธรรมชาตทอตราสวนระหวางเสนใยปาน

ศรนารายณ และเสนใยปอแกวเปน 10 ตอ 0 8 ตอ 2 5 ตอ 5 และ 2 ตอ 8 แสดงดงตารางท 4.6 4.3.2.1 สมบตความทนทานตอแรงดง การเพมปรมาณสวนของเสนใยปอแกวในคอมโพสทไมสงผลใหเกดการ

เปลยนแปลงอยางมนยสาคญของคามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยด คามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยด ดงแสดงในรปท 4.27 ในขณะทรป 4.28 แสดงใหเหนวาคาความทนทานตอแรงดงมคาเพมมากขนเมอเพมปรมาณสวนของเสนใยปอแกวในคอมโพสท ทงนโดยสมบตของเสนใยปอแกวจะมคาความทนทานตอแรงดงมากกวาเสนใยปานศรนารายณ ดงนนจงสงผลใหคอมโพสททมปรมาณสวนของเสนใยปอแกวเพมขนมคาความทนทานตอแรงดงทเพมขน ซงคาความทนทานตอแรงดงของเสนใยปอแกวมคา 473.4± 120.2 MPa และคามอดลสของยงกมคา 40.6± 9.9 GPa สวนเสนใยปานศรนารายณมคา 385.5± 175.7 MPa และคามอดลสของยงกมคา 33.7± 17.3 GPa [Naraprateep, 2007] Jacob และคณะ [Jacob et al., 2004] พบวาคาความทนทานตอแรงดงขนกบอตราสวนของปรมาณเสนใยปานศรนารายณมากกวาเสนใยปาลม เนองมาจากสมบตของเสนใยปานศรนารายณมคาความทนทานตอแรงดงทสงกวาเสนใยปาลม ในกรณของคาการยดตวกอนขาดของคอมโพสทไมพบการเปลยนแปลงอยางมนยสาคญเมอทาการเพมปรมาณสวนของเสนใยปอแกวในคอมโพสทดงแสดงในรปท 4.29

 

 

 

 

 

 

 

 

47

ตารางท 4.6 สมบตทางกลของคอมโพสทของยางธรรมชาตทปรมาณเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตางๆ

Formulation M100 (MPa)

M300 (MPa)

Tensile strength (MPa)

Elongation at break (%)

Hardness (IRHD)

Tear strength (kN/m)

10 Sisal 1.09±0.081 1.75±0.132 11.04±0.121 1090±21.22 49.96±0.955 22.43±1.220 2 Rossells – 8 Sisal 1.54±0.130 2.24±0.080 12.26±0.331 1136±16.31 45.42±2.368 29.67±1.920 5 Rossells – 5 Sisal 1.59±0.110 2.47±0.172 13.59±0.133 1085±20.93 49.60±2.954 35.56±1.750 8 Rossells – 2 Sisal 1.48±0.160 2.35±0.244 16.92±0.287 1161±13.74 49.74±3.602 32.77±1.490

 

 

 

 

 

 

 

 

48

รปท 4.27 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอคามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยดและคามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยดของคอมโพสท

รปท 4.28 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอคาความ ทนทานตอแรงดงของคอมโพสท

 

 

 

 

 

 

 

 

49

รปท 4.29 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอคาการยดตว กอนขาดของคอมโพสท

4.3.2.2 สมบตความทนทานตอการฉกขาด คาความทนทานตอการฉกขาดยางคอมโพสทเมอเพมปรมาณสวนของเสนใยปอแกว แสดงในรปท 4.30 พบวาเมอเพมปรมาณสวนเสนใยปอแกวคาความทนทานตอการฉกขาดมคาเพมขน และเรมลดลงหลงจากปรมาณของเสนใยปอแกวในคอมโพสทมปรมาณมากกวา 5 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต ทงนการเพมขนของคาความทนทานตอการฉกขาดของคอมโพสทนจะมาจากสมบตของเสนใยปอแกวทมคาความแขงมากกวาเสนใยปานศรนารายณ

 

 

 

 

 

 

 

 

50

รปท 4.30 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอคาความ ทนทานตอการฉกขาดของคอมโพสท

4.3.2.3 สมบตดานความแขง เมอเพมปรมาณสวนเสนใยปอแกวในยางคอมโพสทสงผลใหคาความแขงของคอมโพสทมคาเพมขนและเรมคงทหลงจากปรมาณของเสนใยปอแกวในคอมโพสทมปรมาณมากกวา 5 สวนในหนงรอยสวนของยางธรรมชาต ดงแสดงในรปท 4.31 เนองมาจากการเพมขนของปรมาณสวนเสนใยปอแกวทมความแขงมากกวาสวนเสนใยปานศรนารายณ จงสงผลใหคาความแขงของคอมโพสทมคาเพมขน

 

 

 

 

 

 

 

 

51

รปท 4.31 ผลของอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณและเสนใยปอแกวตอคาความแขง ของคอมโพสท 4.3.3 สมบตทางสณฐานวทยา ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราดของยางคอมโพสทอตราสวนระหวางเสนใยปานศรนารายณ และเสนใยปอแกวเปน 8 ตอ 2 5 ตอ 5 และ 2 ตอ 8 แสดงในรปท 4.32 โดยพบวามชองวางเกดขนจากการหลดของเสนใยจากเมทรกซเนองมาจากแรงยดตดทไมดระหวางเสนใยปานศรนารายณ และเสนใยปอแกวทมความเปนขวสงกบยางธรรมชาตทไมมขว นอกจากนยงพบการเกาะกลมกนของเสนใยทงสองชนดเมอเพมปรมาณของเสนใยปอแกวในคอมโพสท

 

 

 

 

 

 

 

 

52

รปท 4.32 ภาพถายจากกลองจลทรรศนชนดสองกราด ทกาลงขยาย 20x ของคอมโพสทของยาง

ธรรมชาต (a) 2 Rossells – 8 Sisal, (b) 5 Rossells – 5 Sisal, และ (c) 8 Rossells – 2 Sisal

SUT 20kV x20 39mm

(a)

SUT 20kV x20 39mm

(b)

SUT 20kV x20 39mm

(c)

 

 

 

 

 

 

 

 

บทท 5 บทสรป

5.1 สรปผลการวจย 1. เมอเพมปรมาณเสนใย คามอดลสท 100 เปอรเซนตการดงยด คามอดลสท 300 เปอรเซนตการดงยด คาความทนทานตอการฉกขาด และคาความแขงของคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปร

และคอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนมคาเพมขน ในขณะทคาความทนทานตอแรงดง และคาการยดตวกอนขาด มคาลดลง เนองมาจากการลดลงของความยดหยนของสายโซยางสงผลใหคอมโพสทแขงขน นอกจากนการเพมปรมาณเสนใยในคอมโพสทใหมากขนสงผลใหเกดการเกาะกลมกนของเสนใยทาใหการถายเทความเคนเกดยากขนและยงเปนการรบกวนความสมาเสมอของเมทรกซ 2. คอมโพสททใสเสนใยทผานการทาอลคาไลนเซชนใหคณสมบตทางกลทดกวาคอมโพสททใสเสนใยทไมไดดดแปรในทกปรมาณเสนใย เมอเสนใยถกดดแปรดวยสารละลายดางสงผลใหเฮมเซลลโลส สารพวกขผง และสารปนเปอนตางๆ ถกกาจดออกไปจากเสนใยสงผลใหพนผวเสนใยมความขรขระเพมมากขนซงเปนการเพมแรงยดตดระหวางเสนใยและยางธรรมชาตผานกลไกแบบการเชอมตอกนทางกล ทาใหความสามารถในการถายเทความเคนทบรเวณอนเทอรเฟสระหวางเสนใยและเมทรกซมประสทธภาพดขน แตอยางไรกตามการทาอลคาไลนเซชนไมไดสงผลตอคาเวลาการสกอรช และคาเวลาการคงรปของคอมโพสท 3. จากการใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดเพอเปนสารชวยใหเขากนในคอมโพสทระหวางเสนใยปานศรนารายณและยางธรรมชาต พบวาสามารถปรบปรงคณสมบตทางกลของคอมโพสทไดด เนองมาจากยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรดเขาไปชวยปรบปรงแรงยดตดระหวางเสนในปานศรนารายณ และยางธรรมชาต นอกจากนยงพบวาคาเวลาการสกอรช และเวลาการคงรปของยางคอมโพสททใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด มคามากกวายางคอมโพสททไมไดใสยางธรรมชาตกราฟทมาเลอกแอนไฮไดรด เนองมาจากความเปนกรดของกรดมาเลอกและการเกดปฏกรยาระหวางมาเลอกแอนไฮไดรดและตวเรงปฏกรยาในระบบ 4. การใสสารชวยใหเขากนมประสทธภาพทดกวาในการปรบปรงสมบตทางกลของยางคอมโพสทเมอเปรยบเทยบกบการทาอลคาไลนเซชน เนองจากการยดตดทพนผวระหวางเสนใยและยางธรรมชาตทดกวา 5. การใสเสนใยปอแกวรวมกบเสนใยปานศรนารายณสงผลในการเพมขนของสมบตทางกลของยางคอมโพสท เนองจากเสนใยปอแกวจะมความแขงมากกวาเสนใยปานศรนารายณ

 

 

 

 

 

 

 

 

บรรณานกรม Abdelmouleh, M., Boufi, S., Belgacem, M. N., and Dufresne, A. (2007). Short natural-fibre reinforced polyethylene and natural rubber composites: Effect of silane coupling agents and fibres loading. Comp. Sci. Tech. 67. 1627-1639. Bisanda, E. T. N. (2000). The effect of alkali treatment on the adhesion characteristics of sisal fibres. Appl. Comp. Mat. 7. 331-339. De, D., De, D., and Adhikari, B. (2006). Curing characteristics and mechanical properties of alkali- treated grass-fiber-filled natural rubber composites and effects of bonding agent. J. Appl. Polym. Sci. 101. 3151-3160. Gassan, J. and Gutowski, V. S. (2000). Effects of corona discharge and UV treatment on the properties of jute-fibre epoxy composites. Comp. Sci. Tech. 60. 2857-2863. Gassan, J., Gutowski, V. S., and Bledzki, A. K. (2000). About the surface characteristics of natural fibres. Macro. Mat. Eng. 283. 132-139. Gonzalez, A. V., Cervantes Uc, J. M., Olayo, R., and Herrera Franco, P. J. (1999). Effect of fiber surface treatment on the fiber-matrix bond strength of natural fiber reinforced composites. Composites: Part B. 30. 309-320. Hakkou, M., Petrissana, M., Zoulalian, A., and Gerardin, P. (2005). Investigation of wood.wettability changes during heat treatment on the basis of chemical analysis. Polym. Degrad. Stab. 89. 1-5. Ismail, H., Edyham, M. R., and Wirjosentono, B. (2002). Bamboo fibre filled natural rubber composites: The effects of filler loading and bonding agent. Polym. Test. 21. 139- 144. Ismail, H. and Haw, F. S. (2008). Effects of palm ash loading and maleated natural rubber as a coupling agent on the properties of palm-ash-filled natural rubber composites. J. Appl. Polym. Sci. 110. 2867-2876. Ismail, H., Rozman, H. D., Jaffri, R. M., and Mohd Ishak, Z. A. (1997). Oil palm wood flour reinforced epoxidized natural rubber composites: The effect of filler content and size. Eur. Polym. J. 33. 1627-1632. Ismail, H., Rusli, A., and Rashid, A. A. (2005). Maleated natural rubber as a coupling agent for paper sludge filled natural rubber composites. Polym. Test. 24. 856-862.

 

 

 

 

 

 

 

 

55

Ismail, H., Rusli, A., and Rashid, A. A. (2006). The effect of filler loading and epoxidation on paper-sludge-filled natural rubber composites. Polym. Plast. Technol. Eng. 45. 519-525. Jacob, M., Francis, B., Thomas, S., and Varughese, K. T. (2006). Dynamical mechanical analysis of sisal fiber/oil palm hybrid fiber-reinforced natural rubber composites. Polym. Compos. 27. 671-680. Jacob, M., Francis, B., Varughese, K. T., and Thomas, S. (2008). Effect of chemical modification on properties of hybrid fiber biocomposites. Composites: Part B. 39. 352-363. Jacob, M., Thomas, S., and Varughese, K. T. (2004). Natural rubber composites reinforced with sisal/oil palm hybrid fibers: Tensile and cure characteristics. J. Appl. Polym. Sci. 93. 2305- 2312. Jacob, M., Thomas, S., and Varughese, K. T. (2006). Novel woven sisal fabric reinforced natural rubber composites: Tensile and swelling characteristics. J. Comp. Mat. 40. 1471-1485. Lin-Vien, D., Colthup, N. B., Fateley, W. G., and Grasselli, J. G. (1991). The handbook of infrared and raman characteristic frequencies of organic molecules. United Kingdom: Academic Press. Lopattananon, N., Panawarangkul, K., Sahakaro, K., and Ellis, B. (2006). Performance of pineapple leaf fiber–natural rubber composites: The effect of fiber surface treatments. J. Appl. Polym. Sci. 102. 1974-1984. Mathew, L. and Joseph, R. (2007). Mechanical properties of short-isora-fiber-reinforced natural rubber composites: Effects of fiber length, orientation, and loading; alkali treatment; and bonding agent. J. Appl. Polym. Sci. 103. 1640-1650. Mohd Edeerozey, A. M., Md Akil, H., Azhar, A. B., and Zainal Ariffin, M. I. (2007). Chemical modification of kenaf fibers. Mater. Letters. 61. 2023-2025. Mwaikambo, L. Y. and Ansell, M. P. (2006). Mechanical properties of alkali treated plant fibres

and their potential as reinforcement materials II. Sisal fibres. J. Mater. Sci. 41. 2497-2508. Nakason, C, Kaesaman, A, and Supasanthitikul, P. (2004). The grafting of maleic anhydride onto

natural rubber. Polym. Test. 23. 35-41. Naraprateep, T. (2008). Effect of Compatibilizer and silane coupling agents on mechanical

properties of natural fiberpPolypropylene composites. Master Thesis. Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima, Thailand.

 

 

 

 

 

 

 

 

56

Pattamaporn, C., Bandidchutikun, K., and Sotananan, S. (2008). The effect of rubber modification on physical properties of rice husk ash composites. Thammasat Int. J. Sci. Tech. 13. 36-43.

Pothan, L. A., Thomas, S., and Groeninckx, G. (2006). The role of fibre/matrix interactions on the dynamic mechanical properties of chemically modified banana fibre/polyester composites. Composites: Part A. 37. 1260-1269. Ray, D., Sarkar, B. K., Basak, R. K., and Rana, A. K. (2002). Study of the thermal behaviour of alkali-treated jute fibers. J. Appl. Polym. Sci. 85. 2594-2599. Rusche, H. (1973). Thermal degradation of wood at temperatures up to 200oC-part I: Strength properties of dried wood after heat treatment. Holz. Roh. Werkstoff. 31. 273- 281. Saikia, D. (2008). Investigations on structural characteristics, thermal stability, and hygroscopicity of sisal fibers at elevated temperatures. Int. J. Thermophys. 29. 2215- 2225. Sydenstricker, H. D., Mochnaz, S., and Amico, S. C. (2003). Pull-out and other evaluations in sisal- reinforced polyester biocomposites. Polym. Test. 22. 375-380. Teh, P. L., Mohd Ishak, Z. A., Hashim, A. S., Karger-Kocsis, J., and Ishiaku, U. S. (2004). Effects of epoxidized natural rubber as a compatibilizer in melt compounded natural rubber– organoclay nanocomposites. Eur. Polym. J. 40. 2513-2521. Zeng, Z., Ren, W., Xu, C., Lu, W., Zhang, Y., and Zhang, Y. (2010). Maleated natural rubber prepared through mechanochemistry and its coupling effects on natural rubber/cotton fiber composites. J. Polym. Res. 17. 213-219.

 

 

 

 

 

 

 

 

ประวตนกวจย หวหนาโครงการ นางสาว กษมา จารกาจร ตาแหนง ผชวยศาสตราจารย สถานทตดตอ สาขาวชาวศวกรรมพอลเมอร สานกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร อ. เมอง จ. นครราชสมา 30000 การศกษา พ.ศ. 2533 วทยาศาสตรบณฑต (เคม) เกยรตนยมอนดบหนง มหาวทยาลยขอนแกน พ.ศ. 2536 วทยาศาสตรมหาบณฑต (วทยาศาสตรพอลเมอร) มหาวทยาลยมหดล และ พ.ศ. 2542 Ph.D. (Polymer Engineering) University of Akron, OH, USA สาขาวชาการทมความสนใจ กระบวนการขนรปและตรวจสอบพอลเมอร(polymer processing and characterization) และพอลเมอรผสมและคอมโพสท (polymer blends and composites) ผลงานทางวชาการ ประกอบดวย บทความทางวชาการ 35 บทความ และรายงานวจยฉบบสมบรณ 5 ฉบบ ผรวมวจย นางสาว นธนาถ ศภกาญจน ตาแหนง ผชวยศาสตรจารย สถานทตดตอ สาขาวศวกรรม พอลเมอร สานกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร อ. เมอง จ. นครราชสมา 30000 การศกษา พ.ศ. 2536 วทยาศาสตรบณฑต (เคม) จฬาลงกรณมหาวทยาลย พ.ศ. 2538 วทยาศาสตรมหาบณฑต (วทยาศาสตรพอลเมอร) วทยาลยปโตรเลยมและปโตรเคม จฬาลงกรณมหาวทยาลย และ พ.ศ. 2542 Ph.D. (Macromolecular Science) University of Case Western Reserve, USA สาขาวชาการทมความสนใจ การตรวจสอบพอลเมอร (polymer characterization) และพอลเมอรคอมโพสท (polymer composites) ผลงานทางวชาการ ประกอบดวย บทความทางวชาการ 40 บทความ และรายงานวจยฉบบสมบรณ 8 ฉบบ