Paper

รายงานสบเนองจากการประชมวชาการวทยาศาสตรและเทคโนโลยภาคตะวนออกเฉยงเหนอ 2012

1

Proceeding of NESTC 2012, 1-12

การใชน าหมกชวภาพเปนสารจบตวยางตอสมบตของยางดบและยางวลคาไนซ

Utilization of Bio-Organic Liquid as a Rubber Coagulant

Affecting on Raw Rubber and Vulcanized Rubber Properties

สรรเพชร บญบวมาศ, นภาวรรณ พองพรหม*

ภาควชาเคมและศนยความเปนเลศดานนวตกรรมทางเคม คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยอบลราชธาน

S. Boonbuamat, N. Pongprom*

Department of Chemistry and Centre of Excellence for Innovation in Chemistry, Faculty of

Science, Ubon Ratchatani University..

Abstract

This work studied the utilization of bio-organic liquid as a rubber coagulant affecting on raw rubber

and vulcanized rubber properties. Three type of bio-organic liquid were prepared from pine apple

with the difference protocol at Ubon Ratchathani University (UBU), Naresuan University (NU) and

Prince of Songkla University (PSU). The study of efficiency of those three bio-organic liquid as

coagulant was compared with 3% formic acid and commercial bio-organic liquid branded Dao

Daeng. The result show that the optimize amount of 3% formic acid, 5% Dao Daeng, bio-organic

from UBU, bio-organic from NU and bio-organic from PSU to 100 gram of field latex are 6.84,

บทคดยอ

งานวจยนเปนการศกษาการใชนาหมกชวภาพเปนสารจบตวยางตอสมบตยางแผนดบและสมบตยางวลคาไนซ โดยใชนาหมกสบปะรดทเตรยมจากมหาวทยาลยอบลราชธาน (ม.อบล) มหาวทยาลยนเรศวร (มน.) และมหาวทยาลยสงขลานครนทร (มอ.) เปรยบเทยบกบการจบตวยางดวยกรดฟอรมกเจอจาง 3% และนาหมกซปเปอรชวภาพตราดาวแดงเจอจาง 5% การศกษาประสทธภาพการจบตวยางพบวาอตราสวนทเหมาะสมในการจบตวยางปรมาณ 100 กรมของสารจบตวยางทง 5 ชนด คอ กรดฟอรมกเจอจาง 3% นาหมกตราดาวแดงเจอจาง 5% นาหมกสตร ม. อบล นาหมกสตร มน. และนาหมกสตร มอ. เทากบ 6.82, 4.09, 12.00, 20.00 และ 30.00 มลลลตรตามลาดบ การศกษาสมบตของยางแผนดบไดแก สเบอรโลวบอนด ปรมาณสงระเหย ปรมาณขเถา ปรมาณไนโตรเจน คาพลาสตกซต และคามนวสโคซต พบวายางทจบตวดวยนาหมกชวภาพจากทง 3 มหาวทยาลยใหสมบตทใกลเคยงกบยางทจบตวดวยกรดฟอรมก และเมอเตรยมยางคอมพาวดจานวน 2 สตรไดแกสตรไมผสมเขมาดา และสตรผสมเขมาดา แลวศกษาสมบตเชงกลของยางวลคาไนซทงสองสตร พบวายางทไดจากการจบตวดวยนาหมกชวภาพทง 3 มหาวทยาลยนนใหสมบตเชงกลใกลเคยงกบยางทจบตวดวยกรดฟอรมก และยางทจบตวดวยนาหมกซปเปอรชวภาพตราดาวแดงใหสมบตทางกายภาพและสมบตเชงกลใกลเคยงกบยางทจบตวดวยกรดฟอรมก จากผลการทดลองทงหมดนจงสามารถสรปไดวานาหมกชวภาพสามารถใชเปนสารจบตวยางทดแทนการใชกรดฟอรมกได

ค าส าคญ: นาหมกชวภาพ ยางแผนดบ ยางวลคาไนซ สมบตทางกายภาพ สมบตเชงกล


2

*Corresponding author. E-mail address: [email protected]

1. บทนา

ปจจบนประเทศไทยเปนประเทศผผลต และสงออกยางพาราเปนอนดบหนงของโลก คดเปนยางดบแหงประเภทยางแทงและยางแผนรมควนกวา รอยละ 63[1] โดยเกษตรกรจะเตรยมยางดบทงในรปของยางแผนและยางกอนจบตว มการปลอยใหนายางจบตวเองตามธรรมชาต ซงจะไดกอนยางท มคณภาพคอนขางด แตหากปลอยยางกอนจบตวไวนาน ยางจะมสคลาและสงกลนเหมน โดยทวไปการผลตยางดบจะใชกรดสาหรบจบตวยาง เชน กรด ฟอรมก กรดอะซตก หรอกรดกามะถน เปนตน[2] ในการจบตวยางดวยกรดจะตองใชนาเพอลางกรดออกจานวนมาก มฉะนนกรดทเหลอในยางจะทาใหยางม สคล าและ เยม เหนยวหลงจากอบแหงได นอกจากนกรด จะทาใหเกดอาการคนทบร เวณผวหนงทสมผสกรด และหากปลอยนาทลางยางดบซงมกรดเจอปนอยท ง จะทาให เปนมลพษตอสงแวดลอมได

กรดท เกดขนเองตามธรรมชาต เชน จาก การหมกผลไม หรอพชกบนาตาล ซงใหกรดทประกอบดวยกรดตาง ๆ เชน กรดแลคตก, กรดบวทรก, กรดโพรไพโอนก, กรดซตรก, กรดอะซตก และ กรดฟอรมก เปนตน[3] สามารถนามาใชจบตวนายางได และชาวสวนยางสามารถทาขนใชเองไดโดยวธตาง ๆ กน ไมตองเสยคาใชจายมาก ไมเปนอนตรายตอผใช และกลายเปนปยแกตนยางชวยเรงการเจรญเตบโต ตานทานโรคและแมลง เปนมตรตอสงแวดลอม อยางไรกตามในนาหมกชวภาพมสารอนทรยเจอปนอยคอนขางมาก รวมทงเชอจลนทรยประเภทตาง ๆ เชน เชอรา แบคทเรย และ สารแขวนลอยตาง ๆ หากนานาหมกมาใชเปนสารจบตวยางอาจทาใหสงเจอปนทมอยในนาหมกชวภาพตกคางอยในยางทจบตวได การใชนาหมกชวภาพจงสงผลตอสมบตของยาง ดงนนในการวจยนจงไดศกษาสารทเปนองคประกอบทอยในนาหมกชวภาพ การใชนาหม ก ชวภาพจ บ ต วน า ย าง สด เ ป ร ย บ เ ท ย บ กบ


3

สารละลายกรดฟอรมกทใชอยเดม และผลการใชนาหมกชวภาพตอคณสมบตของยางดบ ยางคอมพาวด ยางวลคาไนซ และการใชงานในพนทปลกยางเขตตางๆ ของประเทศ

2. ทฤษฎ

นกวจยไดศกษาการเตรยมยางแผนโดยการใชสารจบตวนายางชนดตาง ๆ เชน Ferreira และ คณะ[4] ศกษาการจบตวของนายางธรรมชาตดวย กรดฟอรมก กรดอะซตก และนาสมควนไมโดยใชนายางทไดจากตนยางพนธพนเมองและตนยางทปล ก เ ช งการ ค าพบ วากร ะ บ วนการ จ บต วย างธรรมชาตซงวเคราะหทางเคมและทางกายภาพไมแตกตางกน Baimark และ คณะ[5] ศกษาการจบตวนายางธรรมชาตดวยนาสมควนไมเปรยบเทยบกบก ร ด ฟ อ ร ม ก ห ร อ อ ะ ซ ต ก น า ส ม ค ว น ไ ม เ ป นสารชวภาพทไดจากการเผากะลามะพราว ไมไผ ตนยคาลปตส เปนตน พบวา ดชนการเกบรกษา สมบตดานความหนดและสมบตเชงกลของยางธรรมชาตทถกจบตวดวยนาสมควนไมมสมบตใกลเคยงกบการใชกรดอะซตกแตดกวากรดฟอรมก นอกจากนนาสมควนไมยงชวยยบยงเชอราบนพนผวของแผนยางประสทธภาพของนาสมควนไมในการยบยงเชอราเรยงลาดบจากมากไปหานอยดงน นาสมควนไมจากการเผากะลามะพราว นาสมควนไมจากการเผาไมไผ และนาสมควนไมจากการเผาตนยคาลปตส ตามลาดบ

3. อปกรณ และวธการวจย

3.1 สารเคม น า ย า ง ส ด จ า ก ค ณ ะ เ ก ษ ต ร ศ า ส ต ร มหาวทยาลยอบลราชธาน กรดฟอรมก นาหมกชวภาพตราดาวแดง นาหมกชวภาพสบปะรด (3 สตร ; ม.อบลฯ, มน. และมอ.) ซงค ออกไซด (ZnO), กรดสเตยรก (ST), กามะถน (S), 2-mercaptobenzo thiazole (MBT), N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfe namide (TBBS) 3.2 การเตรยมนาหมกชวภาพสบปะรด นาเนอสบปะรดหนละเอยด ชงนาหนก 3 กโลกรม และนาตาลทรายแดง 1 กโลกรม ใสลงในถงภาชนะ แลวเตมน าสะอาด ปรมาตร 10 ลตร ผสมใหเขากน ปดฝาตงทงไวในทรม ระยะเวลาประมาณ 1 เดอน กรองนาหมกชวภาพโดยแยกสวนของของเหลวมาใช 3.3 ศกษาสมบตนาหมกชวภาพ

ตรวจสอบคาความเปนกรด-ดาง (pH) คาการนาไฟฟา (EC)โดยใชเครอง pH meter และ pH conductometer ทปรบเทยบกบสารละลายมาตรฐานแลว ซงวธการวดทาโดยการจมอเลกโทรดทลางดวยนากลนและซบใหแหงสนทแลว ลงในนาหมก แลวอานคาบนทกทกผลการทดลอง วเคราะหหาปรมาณกรดรวม (total acidity)ในนาหมก ดวยวธการไทเทรตโดยใชสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทรความเขมขนทแนนอน ซงหาดวยวธการไทเทรตกบสารละลายโพแทสเซยมไฮโดรเจนพาทาเลททใช ฟนอลทาลนเปนอนดเคเตอร แลวจงไทเทรตหาความเข มขน ของ ก รด ในน าหม กชวภาพดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด โดยทาการไทเทรต 3 ครง หาคาเฉลยแลวคานวณหาความเขมขนใน


4

หนวยโมลาร (Molar : M) วเคราะหหาปรมาณนาตาลกลมและปรมาณจลนทรยในนาหมก โดยเทคนคเพาะเลยงเชอดวยวธ pour plate โดยการเจอจางนาหมกใหมความเขมขนทเหมาะสมแลวผสมลงในจานเพาะเลยงเชอทมอาหารเลยงเชอ NA สาหรบวเคราะหแบคทเรย และ PDA สาหรบวเคราะหยสตและเชอรา โดยหมนจานเพาะเชอใหเชอผสมกบอาหารเขากนด จากนนรอจนอาหารกลายเปนวนแลวนาไปบม ภายหลงจากการบมนบจานวนจลนทรยในจานอาหารแลว คานวณหาเชอจลนทรยตอกรมหรอตอมลลลตร 3.4 ศกษาสมบตของนายางและผลของการเปนสารจบตวนายาง นายางสด จากตนยางพารา วเคราะหสมบตปรมาณเนอยางแหงในนายาง (dry rubber content ; DRC) และปรมาณของแขงทงหมดในนายาง (total solid content ; TSC) ดวยวธมาตรฐานในหองปฏบตการ ตามมาตรฐาน ISO 126 : 2005 และ ISO 124 : 1994 ตามลาดบ เตรยมยางแผนโดยใชน าหนกน ายางสด 100 กรม ผสมให เขากนกบ น าหมกชวภาพในถวยภาชนะทปรมาณตาง ๆ ดงนคอ 5, 7, 9, 10, 12, 15, 20, 30 และ 40 ml สวนกรดฟอรมก 3% และนาหมกตราดาวแดง 5% จะผสมกบนายางในปรมาณ 0.6% โดยนาหนก DRC ซงเทากบ 6.82 และ 4.09 ml ตามลาดบ จากนนตงทงไว 1 ชวโมง แลวสงเกตลกษณะการจบตวของนายาง จากนนรดเปนแผนบาง ผงไวในทรม 1 วน แลวอบใหแหงทอณหภมไมเกน 65 oC ประมาณ 2-3 วน บนทกนาหนกยางแผน เพอดประสทธภาพการเปน

สารจบตวนายาง แลวเลอกเปนสภาวะจบตวยางของนาหมกแตละชนด

3.5 ศกษาสมบตยางดบ วเคราะหปรมาณสงระเหย ปรมาณขเถา ตาม

มาตรฐาน ISO 248 : 2005 และ ISO 247 : 1990 ซงเปนคาทบงบอกความชน และปรมาณแรธาตทมอยในยาง ทเปนพวกสารอนนทรย (Inorganic salt) ทเกดจากการปะปน และปรมาณไนโตรเจน ดวยวธ ตามมาตรฐาน ISO 1656 : 1996 ดวยวธ Semi-micro Kjeldahl นายางดบททราบนาหนกมาออกซไดซในกรดกามะถนและสารเรงปฏกรยา โดยการใชความรอน ไนโตรเจนในยางจะถกเปลยนเปนแอมโมเนยมไฮโดรเจนซลเฟต ปรบสารละลายใหเปนดาง นาไปกลนจะไดกาซแอมโมเนย จบกาซนดวยกรดบอรก แลวนาไปไทเทรตกบสารละลายมาตรฐานกรดกามะถนเพอค านวณหาปรมารไนโตรเจน คาพลาสตกซต (Po และ PRI) ตามมาตรฐาน ISO 2930 : 1995 เปนการประมาณคาขนาดของโมเลกลยาง และความตานทานของยางดบ ตอการแตกหกของโมเลกลยางทอณหภม 140 องศาเซลเซยส เปนเวลา 30 นาท โดยใชชนทดสอบจานวน 3 ชน เปนคา มธยฐานในการคานวณ คามนวสโคซต (ML 1’+4’) 100oC ตามมาตรฐาน ISO 289 -1 : 2005 ดวยเครองทดสอบ มน วสโคมเตอร (Moony viscometer) ทมการปรบเทยบมาตรวด (Calibration) ใหถกตองแลว สของยาง ตามมาตรฐาน ISO 4660 : 1999 ใชชนทดสอบประมาณ 3.2-3.6 มลลเมตร นามาอดในเบาชนทดสอบมาตรฐาน ทอณหภม 70 องศาเซลเซยส ความดนประมาณ 0.5-1 กโลกรมตอตารางเมตร อด


5

ยางเปนเวลาประมาณ 2-3 นาท เปรยบเทยบความเขมของสดวยสมาตรฐานโลวบอนด (Lovibond) 3.6 ศกษาสมบตยางคอมพาวด เตรยมยางคอมพาวด 2 สตร ตามมาตรฐาน ASTM D3184-89 (Reapproved 2005) จากยางแผนทใชสารจบตวยางทง 5 ชนด โดยเครองผสมยางแบบสองลกกลง ตามอตราสวนแสดงดงตารางท 1 ดงน

ตารางท 1 สตรยางคอมพาวด

สารเคม สตรท 1A สตรท 2A NR 100.00 100.00 Zinc oxide 6.00 5.00 Stearic acid 0.50 2.00 Sulphur 3.50 2.25 MBT

a 0.50 -

TBBS - 0.70 Carbon black

(N330) - 35.00

a 2-mercaptobenzothiazole

b N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide

โดยนาตวอยางยางคอมพาวดของทกสตรมาทดสอบดวยเครอง ODR เพอหาสมบตการวลคาไนซ เวลา scorch time (ts2), cure time (tc90) และ cure rate index (CRI) ทอณหภม 150 องศาเซลเซยส ตามมาตรฐาน ISO : 3417

3.7 ศกษาสมบตเชงกล

เพอวเคราะหหาสมบตเชงกลของยางวลคาไนซ[6] สมบตคาความแขงของยางวลคาไนซแบบ shore A ตามมาตรฐาน ISO 48 : 1994 การเสยรป

หลงการกดอด โดยใชชนทดสอบทมความหนาประมาณ 1.2 มลลเมตร ทาตามมาตรฐาน ISO 815 : 1991 ทดสอบความตานทานตอแรงดงทระยะ 100% และ 300% ความทนทานตอแรงดงและคาการยดจนขาด ดวยเครอง tensometer ดงดวยความเรว 500 มลล เมตรตอนาท ชนทดสอบรปดม เบล ตามมาตรฐาน ISO 37 : 2005 ความทนทานตอการฉกขาด ชนทดสอบแบบมม ตามมาตรฐาน ISO 34-1 : 2004 และสมบตการบมเรงตามมาตรฐาน ISO 188 : 1998 ซงทดลองโดยใชชนทดสอบจานวน 5 ชนหาคาเฉลย วเคราะหผลสมบตเชงกลของยางวลคาไนซ

4. ผลการวจย

4.1 สมบตนาหมกชวภาพ (1)ความเปนกรด - ดาง การนาไฟฟา และปรมาณกรดรวมของนาหมกชวภาพ เพอศกษาความเปนกรดของนาหมก จงวดโดยเครองวดพเอช พบวานาหมกชวภาพ 3 สตรคอ ม.อบลฯ , มน. และ มอ. มคาความเปนกรดเทากบ 2.92, 3.26 และ 3.31 ตามลาดบ มคาการนาไฟฟา เทากบ 1.36, 1.93 และ 5.46 µs/cm ตามลาดบ และปรมาณกรดรวมซงวเคราะหดวยวธการไทเทรตพบวานาหมกท มคาปรมาณกรดรวมเทากบ 0.247, 0.288 และ 0.216 mol/L ตามลาดบ (2) ปรมาณนาตาล กลมและปรมาณจลนทรยในนาหมกชวภาพ จากผลการทดลองพบวา พบวาตวอยางนาหมกสตร ม.อบลฯ มปรมาณน าตาลเปนองคประกอบของนาหมกทสงทสดเทากบ 6.5 % Brix รองลงมา นาหมกสตร มน. 4.0 % Brix และ


6

นาหมกสตร มอ. 3.0 % Brix ตามลาดบ ผลของแบคทเรย ยสต และเชอรา ซงจากผลการทดลอง พบวา ในนาหมกของทง 3 สตร มสวนของแบคทเรย นอยกวา 180 Colony/ml ไมแตกตางกน แตในสวนของ ยสต ในนาหมกสตร ม.อบลฯ มคาเทากบ 4.65 × 103 Colony/ml และ นาหมกสตร มอ. 5.25 × 104 Colony/ml แตนาหมกสตร มน. ตรวจไมพบ สดทายสวนผลการวเคราะหเชอราในนาหมกสตร ม.อบลฯ และ มน. ตรวจไมพบ แตนาหมกสตร มอ. มคาเทากบ 1.05 × 104 Colony/ml 4.2 สมบตนายาง จากผลการทดลองพบวานายางสดทใชในการทดลองมคาของปรมาณเนอยางแหงและปรมาณของแขงทงหมดในนายาง เทากบ 34.10 และ 37.23% ตามลาดบ 4.3 ประสทธภาพของสารจบตวนายางสด เพอเปรยบเทยบประสทธภาพของสารจบตวนายางชนดตางๆ ไดแก กรดฟอรมก นาหมกตรา ดาวแดง นาหมกสตร ม.อบลฯ , มน. และ มอ. จากผลการทดลองปรมาณน าหมกชวภาพและกรดชวภาพทใชเพอเปนสารจบตวนายางในชวงททดลองซงจบตวยางไดเหมาะทสดของ กรดฟอรมก 3% นาหมกตราดาวแดง 5% นาหมกสตร ม.อบลฯ มน. และ มอ. มคาเทากบ 6.82, 4.09, 12.00, 20.00 และ 30 .00 มลลลตร ตามลาดบ โดยสง เกตจากระยะเวลาและลกษณะของยางขณะจบตว ซงดานประสทธภาพในการจบตวยางของ กรดฟอรมก 3% > นาหมกสตร มอ. > นาหมกตราดาวแดง 5% > นาหมกสตร มน. > นาหมกสตร ม.อบลฯ ซงพบวาเมอเพมปรมาณสารจบตวยาง เปอรเซนตการ

จบต วข องน าย างม ค าไมแ ตกต าง กน และ เ ม อเปรยบเทยบกบการใชกรดฟอรมก 3% เปนสารจบตวยาง พบวาประสทธภาพในการจบตวของนายางใกลเคยงกน 4.4 สมบตของยางดบ เพอศกษาชนดของสารจบตวนายางตอสมบตของยางดบ จงนายางแผนทไดจากการจบตวยางทมประสทธภาพสงสดของสารจบตวยางทง 5 ชนด มาหาสมบตตาง ๆ ดงน ปรมาณสงระเหย ซงจากยางแผนทเตรยมโดยสารจบตวนายางทง 5 ชนด ซงยางแผนทใชนาหมกสตร มน.จะใหคาทสงสดเทากบ 0.81% ยางสตร มอ. และ ม.อบลฯ เทากบ 0.69% 0.59 %โดยน าหนก ตามลาดบ ซงยางทใ ชกรด ฟอรมก และนาหมกตราดาวแดง มคาเทากนเทากบ 0.47 %โดยนาหนก ทดสอบตามมาตรฐาน ISO 248 : 2005 ซงบงบอกความชนทมอยในยางแผนดบ ปรมาณข เถาททดสอบไดจากแผนยางทง 5 มผลแสดงอยในชวง 0.37-0.58 % โดยนาหนก ซงบงบอกถงปรมาณแรธาตทมอย ในยาง ท เปนพวกสาร อนนทรย (Inorganic salt) ทเกดจากการปะปน โดยยางสตร มน. จะใหคาทสงทสดเทากบ 0.58 % และยางสตร มอ. 0.49% โดยนาหนก แตในยางสตร ม.อบลฯจะแสดงผลปรมาณเถาใกลเคยงกบกรด ฟอรมก และนาหมกตราดาวแดง อยในชวง 0.37 -0.40 %โดยนาหนก ทดสอบตามมาตรฐาน และ ISO 247 : 1990 และปรมาณไนโตรเจน เพอวเคราะหโปรตนภายในยางแผนซงพบวาปรมาณไนโตรเจนทวเคราะหไดจากยางแผนทง 5 ชนด มคาใกลเคยงกนอยในชวง 0.41-0.44 % โดยนาหนก ทดสอบดวยวธ Semi-micro Kjeldahl ตามมาตรฐาน ISO 1656 :


7

1996 ผลการทดสอบแสดงดงในตารางท 2 คาพลาสตกซต (Po และ PRI) เพอประมาณคาขนาดของโมเลกลยาง และความตานทานของยางดบตอการแตกหกของโมเลกลยางท อณหภม สง ตามมาตรฐาน จากผลการทดลอง Po ของยางทง 5 ชนด ใหคาทไมแตกตางกน แตในสวนของคา PRI ยางทใชกรดฟอรมกและนาหมกตราดาวแดง จะมคาทสงก ว า ย า ง ท ใ ช น า ห ม ก ท ง 5 ช น ด แ ส ด ง ถ งความสามารถตานทานตอการถกออกซไดซไดดกวา โดยทดสอบตามมาตรฐาน ISO 2930 : 1995 คามนวสโคซต (ML 1’+4’) 100 oC เพ อ บ งบอ กความสามารถในการไหลของยางรวมถงขนาดโมเลกล ซงยางทง 5 ชนด ใหผลทไมแตกตางกนทดสอบตามมาตรฐาน ISO 289 -1 : 2005 ดวยเครองทดสอบ มน วสโคมเตอร (Moony viscometer) ทมการปรบเทยบมาตรวด (Calibration) ใหถกตองแลว สของยาง ซงเปรยบเทยบดวยสมาตรฐานโลวบอนด (Lovibond) ตามมาตรฐาน ISO 4660 : 1999 แสดงผลดงตารางท 3

ตารางท 2 ปรมาณสงระเหย ปรมาณเถา และปรมาณไนโตรเจนในยางแผนดบ

สารจบตวนายาง

ผลการทดสอบ ปรมาณสง

ระเหย (% โดยนาหนก)

ปรมาณเถา (% โดยนาหนก)

ปรมาณไนโตรเจน

(% โดยนาหนก) ฟอรมก 0.47 0.40 0.41

ดาวแดง 0.47 0.38 0.43 ม.อบลฯ 0.59 0.37 0.44 มน. 0.81 0.58 0.43 มอ. 0.69 0.49 0.43

ตารางท 3 ความออนตวเรมตน ดชนความออนตว ความหนด และสของยางดบ


ผลการทดสอบ ความออนตวเรมแรก

(Po)

ดชนความออนตว (PRI)

ความหนด ML (1'+4')

100oC ส

ฟอรมก 36.0 95.8 38.1 9.0 ดาวแดง 43.0 93.0 41.5 5.0 ม.อบลฯ 41.0 79.3 42.4 5.0 มน. 38.5 75.3 41.5 16.0 มอ. 38.0 60.5 42.0 7.0

4.5 สมบตของยางคอมพาวด เพอศกษาชนดของสารจบตวนายางตอสมบตของยางคอมพาวด จงนายางแผนทเตรยมโดยใชสารจบตวนายางชนดตาง ๆ ไดแก กรดฟอรมก นาหมกตราดาวแดง นาหมกสตร ม.อบลฯ , มน. และ มอ. มาเตรยมเปนยางคอมพาวด 2 สตร โดยสตรท 1A เปนสตรทไมมสารเสรมแรงประกอบดวย ยางธรรมชาต 100 สวน ซงค ออกไซด 6.0 สวนตอยางรอยสวน (phr) และ กรดสเตยรก 0.5 phr ทาหนาทเปนตวกระตนตวเรงปฏกรยา กามะถน 3.5 phr ทาหนาทเปนสารชวยในการเชอมโยงสายโซ และ MBT 0.5 phr ทาหนาทเปนตวเรงปฏกรยา สาหรบสตรท 2A มการเตมสารเสรมแรง ประกอบดวย ยางธรรมชาต 100 phr ซงค ออกไซด 5.0 phr และ กรด สเตยรก 2.0 phr กามะถน 2.25 phr และ TBBS 0.7


8

phr ทาหนาทเปนตวเรงปฏกรยา และเขมาดา HAF (N330) ทาหนาทเปนสารเสรมแรง เพอศกษาเวลาทใ ชในการวลคาไนซ จงตรวจวดโดยใชเครอง Oscillating Disc Rheometer (ODR) [8] ทอณหภม 150 องศาเซลเซยส ซงจากผลการทดลอง Scorch time (ts2) คอ คาระยะเวลาทยางสามารถไหลไดในขณะผลตกอนเกดการคงรป Cure time (tc) คอ เวลาทวลคาไนซยางคอมพาวด Cure rate index (CRI) คอ อตราเรวในการคงรปของยาง ซงยางแผนทเตรยมโดยสารจบตวนายางชนดตาง ๆ ทง 5 ชนด แสดงผล scorch time, cure time และ cure rate index ไมแตกตางกน แตมเพยงยางสตร 1A ทใชสารจบตวยางชนด กรดฟอรมก 3% ทมผลของคา cure time และ cure rate index มคามากกวาแตกตางจากยางทจบตวดวยนาหมกอน ๆ นอกจากนเมอเปรยบเทยบสตรทไมมเขมาดากบสตรทมการเตมเขมาดา คา Scorch time, Cure time และ Cure rate index สตรทไมมเขมาดาจะมคามากกวาสตรทมเขมาดา ดงตารางท 4

ตารางท 4 เวลา (นาท) ในการคงรปยางคอมพาวด

4.6 สมบตเชงกลของยางวลคาไนซ (4.6.1) ความแขง

สาหรบสตรทไมมเขมาดา ความแขง (ในหนวย shore A) ตามมาตรฐาน ISO 48 : 1994 ของยางวลคาไนซ ทมาจากยางแผนทเตรยมโดยใชกรดกรดฟอรมก น าหมกตราดาวแดง น าหมกสตร ม.อบลฯ, มน. และ มอ. มคาอยใชวง 32-35 shore Aซงมคาใกลเคยงกน สาหรบสตรทมเขมาดาจะมคาความแขงอยในชวง 56 – 63 shore A ซงในสวนของยางทใชนาหมกในการจบตวยางจะใหคาความแขงทสงกวากรดฟอรมกอาจเนองมาจากผลของการจบตวนายางแสดงผลดงตารางท 5

ตารางท 5 คาความแขงของยางวลคาไนซทเตรยมจากยางแผนทใชกรดฟอรมก 3% นาหมกตราดาวแดง 5% นาหมกสตร ม.อบลฯ มน. และมอ.

สารจบตวนายาง คาความแขง (Shore A)

สตร 1A สตร 2A กรดฟอรมก 3% 32 57 นาหมกตราดาวแดง 5% 34 56 นาหมก ม.อบลฯ 32 58 นาหมก มน. 35 63 นาหมก มอ. 35 61

(4.6.2) การเสยรปหลงการกด การเสยรปหลงการกดเปนการวดระดบคนรปมาของยางเมอแรงภายนอกทมากระทาหมดไปห ร อ ก า ร เ ส ย ร ป ห ล ง ก า ร ก ด อ ด เ ป น ก า ร ว ดความสามารถของยางในการรกษาสมบตความยดหยน เพอศกษาการเสยรปหลงการกดของยาง วลคาไนซ จงนายางวลคาไนซมากดอดในเครองมอวดคาการเสยรปหลงการกดทอณหภม 100 องศาเซลเซยส ตามมาตรฐาน ISO 815 : 1991 พบวา


Scorch time Cure index Cure time

สตร1A

สตร 2A

สตร1A

สตร 2A

สตร 1A

สตร 2A

ฟอรมก 2.27 3.16 15.37 7.33 7.35 23.22 ดาวแดง 2.05 3.23 12.30 7.52 9.36 22.16 ม.อบลฯ 2.14 3.32 13.13 8.04 9.06 22.02 มน. 1.43 2.49 11.37 7.02 10.06 22.10 มอ. 1.56 3.19 12.25 7.59 9.32 21.28


9

สาหรบสตรทไมมเขมาดาและสตรทมเขมาดาการเสยรปหลงการกดอดของยางวลคาไนซทมาจากยางแผนทเตรยมโดยสารจบตวนายางทง 5 ชนด มคาไมแตกตางกน นนคอชนดของสารจบตวนายางไมคอยมผลตอสมบตการเสยรปหลงการกดอดของยาง วลคาไนซ แสดงดงตารางท 6

ตารางท 6 คาการเสยรปหลงการกดอดของยางวลคาไนซทใชกรดฟอรมก 3% นาหมกตราดาวแดง 5% นาหมกสตร ม.อบลฯ มน. และมอ.

สารจบตวนายาง คาการเสยรปหลงการกดอด (%)

สตร 1A สตร 2A กรดฟอรมก 3% 57.17 ± 1.83 66.82 ± 1.72 นาหมกตราดาวแดง 5% 60.55 ± 2.32 69.34 ± 2.08 นาหมก ม.อบลฯ 63.13 ± 1.03 62.60 ± 1.01 นาหมก มน. 60.96 ± 2.28 64.00 ± 2.53 นาหมก มอ. 59.61 ± 2.03 64.86 ± 0.92

(4.6.3) โมดลสทระยะยด 100 และ 300% เพอศกษาโมดลสทระยะยด 100 และ 300% ของยางวลคาไนซ จงนายางวลคาไนซทไดจากยางแผนทเตรยมโดยใชสารจบตวชนดตางๆ มาทดสอบโดยเครอง tensometer ตามมาตรฐาน ISO 37 : 2005 พบวาสาหรบสตรทไมมเขมาดาและสตรทมเขมาดา โมดลสทระยะยด 100% และ 300% ของยาง วลคาไนซทมาจากยางแผนทเตรยมโดยสารจบตวนายางทง 5 ชนด มคาไมแตกตางกน จะเหนไดวาโมดลสทระยะยด 100% และ 300% ของยางแสดงผลท ใกล เคยงกน แตในยางท ใ ชน าหมกสบปะรดทเตรยมเองทง 3 สตรจะใหสมบตทดกวาการใชนาหมกตราดาวแดงและกรดฟอรมก ซงใน

ระยะยดทเพมขนกจะใหผลของคาความตานทานทมากขนเนองจากภายในยางมการจดเรยงตวอยางเปนระเบยบมากขนทาใหเกดการตกผลก โมดลสจงสงขนเมอระยะยดสงขนซง สมบตการบมเรงกใหผลไปในแนวทางเดยวกน แตสมบตบมเรงจะมคาความตานทานตอแรงดงทสงกวายางทไมไดบมเรง อาจเพราะยางทนาไปบมเรง ซงอบทอณหภม 70 องศาเซลเซยส เปนเวลา 72 ชวโมง ทาใหอาจเกดปฏกรยาการเชอมขวางระหวางสายโซโมเลกลเพมขน โดยเ ก ด ไ ด ม า ก ก ว า ก า ร ข า ด อ อ ก ข อ ง ส า ย โ ซ อ นเนองมาจากความรอน ทาใหมความสามารถในการตานทานแรงดงทสงขน แสดงผลดงตารางท 7 และ 8

ตารางท 7 โมดลส (MPa) ทระยะยด 100% และ300% ของยางวลคาไนซสตรทไมมเขมาดาและมเขมาดา (ไมบมเรง)


คาความตานทานตอแรงดง (MPa)

ไมบมเรง

ทระยะยด 100% ทระยะยด 300%

สตร 1A สตร 2A สตร 1A สตร 2A ฟอรมก 0.58 ± 0.04 1.68 ± 0.18 1.23 ± 0.02 9.05 ± 0.94

ดาวแดง 0.60 ± 0.05 1.50 ± 0.10 1.37 ± 0.07 8.23 ± 1.02

ม.อบลฯ 0.62 ± 0.03 2.00 ± 0.51 1.41 ± 0.04 9.66 ± 1.13

มน. 0.66 ± 0.06 2.17 ± 0.12 1.47 ± 0.06 10.68 ± 0.49

มอ. 0.67 ± 0.01 2.12 ± 0.17 1.54 ± 0.04 10.37 ± 0.49

ตารางท 8 โมดลส (MPa) ทระยะยด 100% และ 300% ของยางวลคาไนซสตรทไมมเขมาดาและมเขมาดา (บมเรง


10


คาความตานทานตอแรงดง (MPa)

ไมบมเรง

ทระยะยด 100% ทระยะยด 300%

สตร 1A สตร 2A สตร 1A สตร 2A ฟอรมก 0.70 ±

0.02 2.56 ± 0.17

1.73 ± 0.06

12.75 ± 0.64

ดาวแดง 0.74 ± 0.03

2.22 ± 0.13

2.01 ± 0.06

11.88 ± 0.27

ม.อบลฯ 0.74 ± 0.03

2.59 ± 0.29

1.93 ± 0.08

13.40 ± 0.85

มน. 0.78 ± 0.08

2.95 ± 0.11

2.23 ± 0.14

14.59 ± 0.62

มอ. 0.83 ± 0.15

2.82 ± 0.19

2.31 ± 0.09

14.51 ± 0.73

(4.6.4) ความทนทานตอแรงดง (Tensile strength) เพอศกษาความทนทานตอแรงดงของยาง วลคาไนซ จงนายางวลคาไนซทมาจากยางแผนทเตรยมโดยใชสารจบตวนายางชนดตาง ๆ มาทดสอบโดยเครอง tensometer ตามมาตรฐาน ISO 37 : 2005 พบวาสาหรบสตรทไมมเขมาดา และสตรทมเขมาดา ความทนทานตอแรงดงของยางวลคาไนซทมาจากยางแผนทเตรยมโดยสารจบตวนายางทง 5 ชนด มคาความทนทานตอแรงดงจนขาดสงกวายางทใชกรดฟอรมก และสมบตบมเรงของยางทง 2 สตร จะมคาทไมแตกตางกน แตยางทบมเรงจะมคาความทนทานตอแรงดงจนขาดทสงกวายางทไมไดบมเรง ซงอาจเกดจากเหตผลเดยวกนกบความตานทานตอแรงดงทระยะยดตาง ๆ คอ มการบมเรงทาใหมการเกดพนธะเชอมโยงเกดขน ซงมผลทาใหมสมบตเชงกลดขน แสดงผลดงตารางท 9

ตารางท 9 ความทนทานตอแรงดงจนขาดของยางวลคาไนซสตรทไมมเขมาดาและมเขมาดา


Tensile strength (MPa)

ไมบมเรง บมเรง

สตรท 1 สตรท 2 สตรท 1 สตรท 2 ฟอรมก 11.65 ±

0.54 23.43 ±

2.64 17.76 ±

1.28 26.38 ±

1.35 ดาวแดง 14.47 ±

0.27 22.37 ±

2.28 19.49 ±

1.50 27.82 ±

0.79 ม.อบลฯ 14.11 ±

0.78 24.01 ±

1.40 19.26 ±

1.89 28.52 ±

1.07 มน. 15.25 ±

0.54 24.98 ±

0.79 21.40 ±

2.08 26.67 ±

1.49 มอ. 14.88 ±

0.75 26.02 ±

1.28 21.24 ±

1.06 26.49 ±

2.58

(4.6.5) การยดจนขาด (Elongation at break) เพอศกษาการยดจนขาดของยางวลคาไนซจงนายางวลคาไนซทมาจากยางแผนทเตรยมโดยใช สารจบตวนายางชนดตาง ๆ มาทดสอบโดยเครอง tensometer ตามมาตรฐาน (ISO 37 : 2005) พบวา สาหรบสตรทไมมเขมาดา และมเขมาดา ทงไมบมเรงและบมเรง มคาการยดจนขาดของยางวลคาไนซ ทไมแตกตางกน นนคอชนดของสารจบตวนายางไมคอยมผลตอความสามารถในการยดจนขาดของยางวลคาไนซ แสดงตามตารางท 10

ตารางท 10 การยดจนขาดของยางวลคาไนซสตรทไมมเขมาดาและสตรทมเขมาดา

ตารางท 11 ความตานทานตอการฉกขาดของยางวลคาไนซสตรทไมมเขมาดาและสตรทมเขมาดา


11


คาการยดจนขาด (%)


สตรท 1 สตรท 2 สตรท 1 สตรท 2 ฟอรมก 745 ± 19 552 ± 19 716 ± 18 554 ± 19

ดาวแดง 747 ± 13 552 ± 32 692 ± 12 581 ± 14

ม.อบลฯ 745 ± 8 557 ± 19 692 ± 22 550 ± 20

มน. 740 ± 11 540 ± 15 674 ± 32 489 ± 24

มอ. 720 ± 12 578 ± 25 670 ± 15 497 ± 53

(4.6.6) ความตานทานตอการฉกขาด (Tear resistance) การทดสอบความตานทานตอการฉกขาดของยางสามารถทาไดโดยวดแรงสงสดททาใหชนงานขาดออกจากกน เพอศกษาความตานทานตอการ ฉกขาดของยางวลคาไนซ จงนายางวลคาไนซทมาจากยางแผนทเตรยมโดยใชสารจบตวชนดตาง ๆ มาทดสอบโดยเครอง tensometer ตามมาตรฐาน ISO 34-1 : 2004 พบวา สาหรบสตรทไมมเขมาดา และมเขมาดา ทงไมบมเรงและบมเรง มความตานทานตอการฉกขาดของยางวลคาไนซ ทไมแตกตางกน นนคอ ชนดของสารจบตวนายางไมคอยมผลตอ

ความตานทานตอการฉกขาดของยางวลคาไนซ ดงแสดงในตารางท 11

5. สรปผลการวจย

จากการทดลองพบวาสารจบตวนายางทใชจบตว นายางสดมประสทธภาพเปนสารจบตวนายางของ ตวแปรในงานวจยนทง 5 ชนด กรดฟอรมก > นาหมกชวภาพ มอ. > นาหมกตราดาวแดง > นาหมกชวภาพ มน. > นาหมกชวภาพ ม.อบลฯ

ซงปรมาณทสาหรบจบตวยางทเหมาะสมทสดตอนายางสด 100 กรม ทมปรมาณเนอยางแหงเทากบ 34.10 % ของกรดฟอรมก นาหมกตราดาวแดง นาหมกชวภาพ ม.อบลฯ มน. และ มอ. เทากบ 6.82, 4.09, 12.00, 20.00 และ 30.00 มลลลตร ตามลาดบ ซงสมบตของยางดบทไดจากการจบตวยางทง 5 ชนดมคาไมแตกตางกนอยางมนยสาคญ แตสของยางแผน จากการจบตวเรยงลาดบจากสออนไปหาเขมมากไดดงน ยางทจบตวดวย นาหมก มอ. > กรดฟอรมก > นาหมก ม.อบลฯ > นาหมกตราดาวแดง > นาหมก มน. สมบตเชงกล ไดแก ความแขง การเสยรปหลงการกดอด โมดลสทระยะยด 100 และ 300% ความทนทานตอแรงดงของยางวลคาไนซทใชนาหมกชนดตาง ๆ จบตวยางเปรยบเทยบกบกรดฟอรมกไมแตกตางกน นาหมกชวภาพจงสามารถใชเปนสารจบตวยางทดแทนการใชกรดได

กตตกรรมประกาศ


คาความตานทานตอการฉดขาด (N/mm)


สตรท 1 สตรท 2 สตรท 1 สตรท 2 ฟอรมก 25.27 ±

3.01 76.05 ±

5.76 37.13 ±

2.44 92.68 ±

5.74 ดาวแดง 29.14 ±

1.83 73.95 ±

7.25 43.65 ±

5.46 90.61 ±

8.75 ม.อบลฯ 28.27 ±

1.35 70.59 ±

4.89 40.36 ±

5.23 108.70 ±

13.80 มน. 32.38 ±

3.26 83.87 ±

6.11 47.51 ±

4.66 103.54 ±

4.88 มอ. 33.75 ±

2.94 74.39 ±

2.28 45.80 ±

6.82 97.96 ±

5.29


12

ขอขอบคณคณะเกษตรศาสตร มหาวทยาล ยอบลราชธาน ทอานวยความสะดวกสถานทและเครองมอในการเตรยมยางแผน วทยาลยเทคนค ศรสะเกษ ทอนเคราะหสถานทและเครองมอในการเตรยมยางคอมพาวด การทดสอบสมบตเชงกล สวน

อตสาหกรรมยาง สถาบนวจยยาง กรมวชาการ เกษตร ทอนเคราะหการทดสอบสมบตยางดบ คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยอบลราชธานสาหรบการสนบสนนดานเครองมอและวสดอปกรณตาง ๆ ในก า ร ท า ง า น ว จ ย ค ร ง น

เอกสารอางอง

[1] กรมวชาการเกษตร, สถตยางไทย, http://www. rubberthai.com/statistic/stat_index.htm, 2012 [2] เสาวนย กอวฒกลรงส. (2546). การผลตยาง ธรรมชาต, สานกวทยาบรการ มหาวทยาลย สงขลานครนทร วทยาเขตปตตาน [3] กรมสงเสรมการปกครองทองถน,นาหมกชวภาพ ,http://www.vcharkarn.com/varticle/41185, 2012 [4] Pastore, F.Jr.; Ferreira, S.V.; Mandai, M.M. and Suarez, A.Z.P The use of smoke acid as an alternative coagulating agent for natural rubber sheet’s production. 2005, 96, 605-609.

[5] Baimark, Y. and Niamsa, N. Study on wood vinegars for use as coagulating and antifungal agents on the production of natural rubber sheets. 2009, 33, 994-998. [6] พงษธร แซอย. (2550). ยาง กระบวนการผลต และทดสอบ, ศนยเทคโนโลยและวสดแหงชาต สานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลย แหงชาต กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย พมพครงท 1

Documents

Paper