การพฒนาพอลเมอรเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพก

DEVELOPMENT OF POLYMER COMPOSITE REINFORCED BY

VIETNAMOSASA PUSILLA

สปราณ เสอดาว

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร

ปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมวสด

คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

ปการศกษา 2559

ลขสทธของมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

การพฒนาพอลเมอรเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพก

สปราณ เสอดาว

วทยานพนธฉบบนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร

ปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมวสด

คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

ปการศกษา 2559

ลขสทธของมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

(3)

หวขอวทยานพนธ การพฒนาพอลเมอรเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพก

ชอ-นามสกล นางสาวสปราณ เสอดาว สาขาวชา วศวกรรมวสด อาจารยทปรกษา อาจารยสมนมาลย เนยมหลาง, ปร.ด. ปการศกษา 2559

บทคดยอ

งานวจยนท าการศกษาการพฒนาหญาเพก (Vietnamosasa Pusilla, VP) ทเปนพชตระกลไผ ทมการขยายพนธอยางรวดเรวและยงเปนวชพชทก าจดไดยากและไมสามารถน าไปใชประโยชนไดเนองจากเสนใยของหญาเพกเหนยวมาก จงมแนวความคดทจะน าหญาเพกมาท าใหมมลคาเพม โดยการน ามาพฒนาเปนแผนอดเชงประกอบกบพอลเมอรใชเปนวสดทางเลอกเปนวสดทเปนมตรกบสงแวดลอมส าหรบน าไปประยกตใชในงานตกแตงภายใน โดยพอลเมอรทน ามาศกษา คอ พอลเอทลนชนดความหนาแนนสง, (HDPE) พอลเอทลนความหนาแนนต าเชงเสน, (LLDPE), พอลโพรพลน, ( PP) และพอลแลคตคแอซต, (PLA)

จากนนท าการเตรยมโดยน าหญาเพกมาท าการรดใบและท าการตดใหเปนชนเลก ๆ แลวน าไปแชในสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด ความเขมขนรอยละ 7 โดยน าหนกเปนเวลา 8 ชวโมง และหลงจากนนท าการลางเสนใยดวยน ากลนจนมคา pH 7 ท าการอบไลความชนทอณหภม 60 องศาเซลเซยส 24 ชวโมง จากนนน าไปบดและคดแยกขนาด น าเสนใยทไดไปผสมกบ HDPE, PP, LLDPE และ PLA ดวยเครองผสมแบบสองลกกลงอณหภมทใชในการผสม 160, 160, 130 และ130 องศาเซลเซยสตามล าดบ และขนรปชนงานดวยเครองอดเบาแบบไฮดรอลคทความดน 250 เมกกะปาสคา อณหภม 190 องศาเซลเซยส เพอศกษาผลของปรมาณเสนใยเพกตอสมบตเชงกลและสมบตทางกายภาพของแผนอดทขนรปได โดยปรมาณของเสนใยเพกทใช คอ รอยละ 0, 10, 20, 30 และ 50โดยน าหนก

วสดเชงประกอบทเสรมแรงดวยเสนใยเพกจะมสน าตาลและมลวดลายคลายหนออน จงน ามาท าการทดสอบสมบตเชงกล ซงพบวาคายงโมดลสนนสงขนเมอเพมปรมาณของเสนใยเพกลงไปและความแขงของแผนอดเชงประกอบกมความแขงมากขน เนองจากเสนใยเพกนนเขาไปเสรมแรงใหกบในพอลเมอรเมทรกซแตคาการทนตอแรงดงและรอยละการยดตว ณ จดขาด และความตานทานตอแรงกระแทกลดลง เมอเปรยบเทยบสมบตเชงกลและราคาตนทนพบวาวสดเชงประกอบทขนรปไดนมตนทนการผลตทต า มสมบตเชงกลทเหมาะสมและสามารถน าไปใชเปนวสดตกแตงภายใน ค าส าคญ: เสนใยเพก วสดตกแตงภายใน

(4)

Thesis Title Development of Polymer Composite Reinforced by Vietnamosasa Pusilla Fiber

Name - Surname Miss Supranee Suadaow Program Materials Engineering Thesis Advisor Miss Sumonman Niamlang, Ph.D. Academic Year 2016

ABSTRACT This research studied the development of Vietnamosasa pusilla fiber (VP), which is a

species in the genus Vietnamosasa (family Poaceae) and has a high growth rate, as well as its fiber is quite tough. The VP fiber cannot be widely used owing to the toughness. The study developed a polymer composite by reinforcing VP as alternative material. The composites produced would be environmentally friendly and can be used as interior decoration application. The polymers used in this study were comprised of high density polyethylene (HDPE), linear low density Polyethylene, (LLDPE), polypropylene (PP), and polylactic acid (PLA).

To prepare the fiber, VP leaves were removed and cut into small pieces before immersing in 7%w/w of NaOH for 8 hours. The treated VP fiber was, then, rinsed in refined water which has a pH 7 before being dried in the oven at 60 C for 24 hours. After that, the fiber was ground and sieved. The VP fiber was, then, mixed with HDPE, LLDPE, PP and PLA by the two-roll mill at 160, 160, 130, and 130°C, respectively. The composites were fabricated by compression molding at 250 MPa and 190C. To investigate the amount of VP fiber that had an effect on mechanical and physical properties of the composites, various amounts of VP fiber (0, 10, 20, 30 and 50 %w/w) were prepared.

The VP fiber-reinforced composite was brown and marble-like. After being tested mechanically, it was found that the more the Young’s Modulus, the more the amounts of VP fiber. Moreover, the hardness increased when increasing the amouants of the fiber.This was because the VP fiber reinforced the strength of matrix polymer. However, tensile strength, Elongation at break and impact strength decreased when increasing the amounts of the fiber. When comparing mechanical properties and production costs, the VP-reinforced composites were more reasonable and could be used as interior decoration application. Keywords: vietnamosasa pusilla fiber, interior decoration application

(5)

กตตกรรมประกาศ

วทยานพนธเลมนส าเรจลลวงไปไดดวยด เนองมาจากความกรณา และความอนเคราะหของ

ดร.สมนมาลย เนยงหลาง อาจารยทปรกษาวทยานพนธ ทไดกรณาเสยสละเวลาใหค าปรกษาค าแนะน า และใหขอเสนอแนะในการแกไขปญหาและขอบกพรองตางๆ รวมถงเออเฟอวสดและอปกรณทใชในงานวจย จนวทยานพนธเลมนส าเรจลลวงไดดวยด ผวจยขอกราบขอบพระคณอยางสง มา ณ ทนดวย

ขอขอบพระคณ ดร.ฉตรชย วระนตสกล และ ดร.ณรงคชย โอเจรญ อาจารยจากภาควชาวศวกรรมวสดและโลหการ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร และ ดร.พมลพรรณ เนยมหลาง อาจารยจากสาขาวชาวศวกรรมวสด คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลรตนโกสนทร ทใหขอเสนอแนะและเปนกรรมการส าหรบสอบวทยานพนธ

ขอขอบพระคณภาควชาวศวกรรมวสดและโลหการ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยราชมงคลธญบร ทไดใหความอนเคราะหในการใชเครองมอทดสอบ

ขอกราบขอบพระคณบดาและมารดา ทไดใหก าเนด เลยงด อบรมสงสอน และคอยชวยเหลอในการท าวทยานพนธ และคอยใหก าลงใจมาโดยตลอด

ขอขอบพระคณคณะคร-อาจารย ทใหการสนบสนนประสทธประสาทวชา และ เพอน พ นอง ทคอยชวยเหลอในการท าวทยานพนธ และเปนก าลงใจให

สดทายนผวจยหวงเปนอยางยงวา วทยานพนธเลมนจะเปนประโยชนตอผทสนใจ หากวทยานพนธเลมนมความผดพลาด ขาดตกบกพรองประการใด หรอไมสมบรณประการใด ผวจยขอกราบขออภยมา ณ ทนดวย

สปราณ เสอดาว

(6)

สารบญ หนา บทคดยอภาษาไทย.............................................................................................................. (3) บทคดยอภาษาองกฤษ......................................................................................................... (4) กตตกรรมประกาศ.............................................................................................................. (5) สารบญ............................................................................................................................... (6) สารบญรป........................................................................................................................... (8) สารบญตาราง...................................................................................................................... (12) ค าอธบายสญลกษณและค ายอ............................................................................................. (13) บทท 1 บทน า ..................................................................................................................... 14

1.1 ทมาและความส าคญของงานวจย................................................................. 14 1.2 วตถประสงค................................................................................................ 15 1.3 ขอบเขตของโครงงานวจย............................................................................ 15 1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ.......................................................................... 16

บทท 2 ทฤษฎและวรรณกรรมทเกยวของ........................................................................... 17 2.1 ทฤษฎทเกยวของ......................................................................................... 17 2.2.การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศ (Information) ทเกยวของ................... 34

บทท 3 ขนตอนและวธการทดลอง...................................................................................... 41 3.1 วสดอปกรณ สารเคมและเครองมอทใชในการทดลอง................................ 41 3.2 ขนตอนในการทดลอง.................................................................................. 42 3.3 วธการศกษาสมบตของแผนอดเชงประกอบ................................................ 43

บทท 4 ผลการทดลองและการวเคราะห.............................................................................. 49 4.1 การเตรยมและทดสอบเสนใยเพกทผานการปรบปรงพนผวดวยวธ อลคาไลน.....................................................................................................

49

4.2 ลกษณะทางกายภาพของวสดเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพก............. 53 4.3 ลกษณะทางสณฐานวทยาของวสดเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพกท ขนรปได.......................................................................................................

58

4.4 สมบตเชงกลของวสดเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพก......................... 62

(7)

สารบญ (ตอ)

หนา บทท 5 สรปและขอเสนอแนะ............................................................................................. 79

5.1 สรป.............................................................................................................. 79 5.2 ขอเสนอแนะ................................................................................................ 80

บรรณานกรม....................................................................................................................... 81 ภาคผนวก............................................................................................................................ 84

ผลงานตพมพและเผยแพร.................................................................................. 85 ประวตผเขยน...................................................................................................................... 101

(8)

สารบญรป

หนา รปท 2.1 โครงสราง HDPE................................................................................................. 17 รปท 2.2 โครงสราง PP....................................................................................................... 19 รปท 2.3 โครงสราง PLA.................................................................................................... 20 รปท 2.4 หญาเพก................................................................................................................ 23 รปท 2.5 วสดเชงประกอบเสรมแรงโดยเสนใย................................................................... 24 รปท 2.6 เครองเครองผสมพลาสตกแบบ 2 ลกกลง............................................................. 25 รปท 2.7 เครอง Compression Molding............................................................................... 26 รปท 2.8 เครองการทดสอบความทนทานตอแรงดง............................................................ 27 รปท 2.9 ประเภทของกราฟความเคนความเครยด............................................................... 28 รปท 2.10 เครองทดสอบความแขง Shore Sclerocscope..................................................... 28 รปท 2.11 เครอง Scanning Electron Microscope (SEM).................................................... 29 รปท 2.12 สวนประกอบและการท างานของเครอง SEM.................................................... 30 รปท 2.13 สวนประกอบของเครองตรวจวด........................................................................ 30 รปท 2.14 เครองเอกซเรยดฟแฟรกโตมเตอร....................................................................... 31 รปท 2.15 เครองดฟเฟอเรนเชยลสแกนนงแคลอรมเตอร.................................................... 32 รปท 2.16 กราฟ FTIR กอนการปรบปรงผวและหลงจากปรบปรงผวของเสนใยอลฟา...... 33 รปท 2.17 กราฟ XRD กอนการปรบปรงผวและหลงจากปรบปรงผวของเสนใยอลฟา...... 33 รปท 2.18 กราฟแสดงความตานทานแรงดงและเปอรเซนตการเตมเสนใยมะพราวสเขยว.. 34 รปท 2.19 (ก) กราฟแสดงระหวางคาTensile strengthของ BCF/Eกบปรมาณการเตมเสน ใยไผ (ข) กราฟแสดงระหวางคายงโมดลสกบปรมาณการเตมเสนใยไผ (ค) กราฟแสดงระหวางคาการทนตอแรงกระแทกกบกบปรมาณการเตมเสน ใยไผ.............................................................................................................

35

(9)

สารบญรป (ตอ) หนา

รปท 2.20 ผลการทดสอบคา Tensile strength และ elongation at break ทเปรยบเทยบกบ ปรมาณเสนใยปาลม/LDPE................................................................................

36

รปท 2.21 คา Young’s modulus ของ LDPE และเสนใยปาลม/LDPE 0–30 wt%............... 36 รปท 2.22 คา tensile strength ของวสดเชงประกอบเสนใยปอแกว/PP–MAPP กบวสดท ผสมเสนใยชนดตางๆ.........................................................................................

37

รปท 2.23 กราฟแสดงการปรยบเทยบคายงโมดลสระหวางเสนใยชนดตางๆ..................... 37 รปท 2.24 กราฟเปรยบเทยบระหวางคาTensile stress ของ hemp–vHDPE และ hemp– rHDPE กบปรมาณการเตมเสนใยปอ.................................................................

38

รปท 2.25 กราฟเปรยบเทยบระหวางคาImpact strength ของ hemp–vHDPE และ hemp– rHDPE กบ ปรมาณการเตมเสนใยปอ................................................................

38

รปท 2.26 สมบตเชงกลของวสดชวภาพ HDPE/CS กบปรมาณการเตมเสนใย Cortaderia selloana %w/w...................................................................................................

39

รปท 2.27 กราฟ DSC ของพอลแลกตกแอสดและเสนใยหญาแฝก ทปรมาณหญาแฝก 20% บนทกระหวางการใหความรอนดวยอตราเรวทแตกตางกน.......................

40

รปท 3.1 เพก (a.) ตนเพก (b.) เสนใยเพก........................................................................... 42 รปท 3.2 (a.)เครองทดสอบสมบตการทนแรงดง (Tensile strength) (b.)ชนงานทใชในการทดสอบการทนแรงดง (หนวย มลลเมตร).........................

43

รปท 3.3 เครองทดสอบความแขง (Hardness)..................................................................... 44 รปท 3.4 (a) เครองบากชนงาน (b) เครองทดสอบแรงกระแทกแบบ Izod.......................... 44 รปท 3.5 เครองทดสอบสมบตทางกายภาพ Scaning Eletron Microscopy.......................... 45 รปท 3.6 เครองทดสอบตรวจสอบหมฟงกชนเคม Fourier Transform Infrared.................. 46 รปท 3.7 เครองเอกซเรยดฟแฟรกโตมเตอร......................................................................... 46 รปท 3.8 เครองดฟเฟอเรนเชยลสแกนนงแคลอรมเตอร...................................................... 47 รปท 4.1 (ก)ไมผานการปรบปรงผว (ข) ผานการปรบปรงผว (ค) ขนาดเสนใยเพก............ 49 รปท 4.2 สเปกตรมของเสนใยเพกทยงไมผานการปรบปรงผวและเสนใยทผานการ ปรบปรงผวท 1% w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8 และ 24 ชวโมง.......................................

51

(10)

สารบญรป (ตอ) หนา

รปท 4.3 สเปกตรมของเสนใยเพกทยงไมผานการปรบปรงผวและเสนใยทผานการ ปรบปรงผวท 3% w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8 และ 24 ชวโมง.......................................

51

รปท 4.4 สเปกตรมของเสนใยเพกทยงไมผานการปรบปรงผวและเสนใยทผานการ ปรบปรงผวท 5% w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8 และ 24 ชวโมง.......................................

52

รปท 4.5 สเปกตรมของเสนใยเพกทยงไมผานการปรบปรงผวและเสนใยทผานการ ปรบปรงผวท 7% w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8 และ 24 ชวโมง.......................................

52

รปท 4.6 XRDสเปกตรมของเสนใยเพกเสนใยเพกทไมปรบปรงพนผวกบการปรบปรง พนผวท 7 %w/w เวลา 8 ชวโมง............................................................................

53

รปท 4.7 ภาพถาย SEM ของ HDPE/VP (ก)HDPE (ข) HDPE/VP 10% (ค) HDPE/VP 20% (ง) HDPE/VP 30% (จ) HDPE/VP 50%........................................................

58

รปท 4.8 ภาพถาย SEM ของ LLDPE/VP (ก) LLDPE (ข) LLDPE/VP 10% (ค) LLDPE/VP 20% (ง) LLDPE/VP 30% (จ) LLDPE/VP 50%...............................

59

รปท 4.9 ภาพถาย SEM ของ PP/VP (ก) PP (ข) PP/VP 10% (ค) PP/VP 20% (ง) PP/VP 30% (จ) PP/VP 50%...........................................................................

60

รปท 4.10 ภาพถาย SEM ของ PLA/VP (ก) PLA (ข) PLA/VP 10% (ค) PLA/VP 20% (ง) PLA/VP 30% (จ) PLA/VP 50%.....................................................................

61

รปท 4.11 เปรยบเทยบระหวางคาการทนตอแรงดง กบ (HDPE, HDPE/VP 20, HDPE/VP 30, HDPE/VP 50 %w/w), (LLDPE, LLDPE/VP 20, LLDPE/VP 30, LLDPE/VP 50, %w/w), (PP, PP/VP 20, PP/VP 30, PP/VP 50 %w/w) และ (PLA, PLA/VP 20, PLA/VP 30, PLA/VP 50 %w/w)........................................

65 รปท 4.12 เปรยบเทยบระหวางคาการทนแรงกระแทก กบ (HDPE, HDPE/VP 20, HDPE/VP 30,HDPE/VP 50 %w/w), (LLDPE, LLDPE/VP 20, LLDPE/VP 30, LLDPE/VP 50, %w/w), (PP, PP/VP 20, PP/VP 30, PP/VP 50 %w/w) และ (PLA, PLA/VP 20, PLA/VP 30, PLA/VP 50 %w/w)................................

69 รปท 4.13 HDPE/VPกราฟระหวาง Hardness และการเตมปรมาณเสนใยเพก.................... 70

(11)

สารบญรป (ตอ)

หนา รปท 4.14 PP/VP กราฟระหวาง Hardness และการเตมปรมาณเสนใยเพก......................... 71 รปท 4.15 LLDPE/VP กราฟระหวาง Hardness และการเตมปรมาณเสนใยเพก................. 71 รปท 4.16 PLA/VP กราฟระหวาง Hardness และการเตมปรมาณเสนใยเพก...................... 72 รปท 4.17 เปรยบเทยบระหวางการทดสอบความแขงของ กบ (HDPE, HDPE/VP 20, HDPE/VP 30, HDPE/VP 50 %w/w), (LLDPE, LLDPE/VP 20, LLDPE/VP 30,LLDPE/VP 50, %w/w),(PP, PP/VP 20, PP/VP 30, PP/VP 50 %w/w) และ (PLA, PLA/VP 20, PLA/VP 30, PLA/VP 50%w/w)........................................

73 รปท 4.18 สมบตทางความรอนของพอลเอลลนชนดความหนาแนนสงเสรมแรงเสน ใยเพก.................................................................................................................

74

รปท 4.19 สมบตทางความรอนของพอลเอลลนชนดความหนาแนนต าเชงเสนเสรมแรง เสนใยเพก...........................................................................................................

75

รปท 4.20 สมบตทางความรอนของพอลโพพลนเสรมแรงเสนใยเพก................................. 76 รปท 4.21 สมบตทางความรอนของพอลแลคตกแอซดเสรมแรงเสนใยเพก........................ 78

(12)

สารบญตาราง

หนา ตารางท 2.1 การใชงานทวไปของ HDPE............................................................................ 18 ตารางท 2.2 การใชงานทวไปของ LLDPE.......................................................................... 19 ตารางท 2.3 การใชงานทวไปของ PP.................................................................................. 20 ตารางท 2.4 การใชงานทวไปของ PLA............................................................................... 21 ตารางท 3.1 ตารางการด าเนนงาน....................................................................................... 48 ตารางท 4.1 วสดเชงประกอบพอลเอธลนชนดความหนาแนนสงเสรมแรงดวยเสนใยเพก 54 ตารางท 4.2 วสดเชงประกอบพอลเอธลนความหนาแนนต าเชงเสนเสรมแรงดวยเสนใย เพก..................................................................................................................

55

ตารางท 4.3 วสดเชงประกอบระหวางพอลโพรพลนเสรมแรงดวยเสนใยเพก.................... 56 ตารางท 4.4 วสดเชงประกอบระหวางพอลแลคตคแอซด เสรมแรงดวยเสนใยเพก............. 57 ตารางท 4.5 ผลการทดสอบแรงดง HDPE/VP..................................................................... 62 ตารางท 4.6 ผลการทดสอบแรงดงLLDPE/VP.................................................................... 63 ตารางท 4.7 ผลการทดสอบแรงดงPP/VP............................................................................ 63 ตารางท 4.8 ผลการทดสอบแรงดง PLA/VP....................................................................... 64 ตารางท 4.9 ผลการทดสอบการทนแรงกระแทก HDPE/VP............................................... 66 ตารางท 4.10 ผลการทดสอบการทนแรงกระแทก LLDPE/VP........................................... 67 ตารางท 4.11 ผลการทดสอบการทนแรงกระแทก PP/VP................................................... 67 ตารางท 4.12 ผลการทดสอบการทนแรงกระแทก PLA/VP................................................ 68 ตารางท 4.13 สมบตทางความรอนของพอลเอลลนชนดความหนาแนนสงเสรมแรงเสน ใยเพก.............................................................................................................

74

ตารางท 4.14 สมบตทางความรอนของพอลเอลลนชนดความหนาแนนต าเชงเสน เสรมแรงเสนใยเพก.......................................................................................

75

ตารางท 4.15 สมบตทางความรอนของพอลโพพลนเสรมแรงเสนใยเพก........................... 76 ตารางท 4.16 สมบตทางความรอนของพอลแลคตกแอซดเสรมแรงเสนใยเพก................... 77

(13)

ค าอธบายสญลกษณและค ายอ

VP หญาเพก HDPE พอลเอทลนชนดความหนาแนนสง PP พอลโพรพลน

LLDPE พอลเอทลนความหนาแนนต าเชงเสน PLA พอลแลคตคแอซด DSC Differential scanning calorimeter FTIR Fourier transform infrared spectrometer ๐C องศาเซลเซยส

บทท 1

บทน ำ

1.1 ทมำและควำมส ำคญของงำนวจย

หญาเพก มชอทางวทยาศาสตร Vietnamosasa Pusilla, VP มลกษณะทวไปเปนไมพมคลาย

พชตระกลไผ สวนมากจะพบหญาเพกขนในทดอนและในพนทรมภายในปาโปรง หญาเพกมสมบตทนตอสภาพแหงแลงและการถกไฟเผา มการขยายพนธไดเองและรวดเรวมากแตหญาชนดนจะเหยวเฉาไดงาย [1] ในงานเกษตรกรรมหญาเพกเปนวชพชททนตอสภาพแหงแลงไดดมากและไมสามารถน ามาใชเปนอาหารสตวได เนองจากมความแขงและความเหนยวสงเกน ดงนนจงเปนพชทเหมาะสมกบการน ามาพฒนาเพมมลคาโดยการน าวชพชทเปนศตรส าหรบเกษตรกรรม โดยน ามาเพมมลคาเพอใหเกดประโยชนสงทสด

ในปจจบนพลาสตกเขามบทบาทมากในชวตประจ าวน เนองจากสมบตของพลาสตกนนดกวาวสดชนดอนๆ เชน เหลก ไม ดวยสมบตทโดดเดนของพลาสตกท าใหมการตองการเพมมากขน จงท าใหมการแขงขนในการพฒนาผลตภณฑและท าการเพมสมบตตางๆในพลาสตกเพอน าไปใชใหเหมาะสมกบงานมากทสด โดยวธทเราเลอกใชในการปรบปรงสมบตของพลาสตกใหดขนคอ การน าพลาสตกผสมกบเสนใยธรรมชาต เชน เสนใยไผ, เสนใยปอ [13,23] พบวาเมอเตมเสนใยธรรมชาตเหลานนลงไป สมบตเชงกลของพลาสตกนนดขนกวาในระบบพลาสตกทไมไดเตมเสนใยธรรมชาตเขาไป อกทงการผสมวตถดบจากธรรมชาตลงไปในพลาสตกในผลตภณฑท าใหลดตนทนสวนพลาสตกอกดวย

ในงานวจยนสนใจทจะเพมประสทธภาพใหกบพลาสตกใหมสมบตเชงกลทดขนและสามารถน าไปประยกตใชกบงานตกแตงซงไดแก พอลเอทลนชนดความหนาแนนสง (High Density Polyethylene, HDPE), พอลเอทลนความหนาแนนต าเชงเสน (Linear Low Density Polyethylene, LLDPE), พอลโพรพลน (Polypropylene, PP), ซงเปนพลาสตกทมปรมาณการใชมากในประเทศไทย นอกจากนในงานวจยนยงจะท าการเปรยบเทยบวสดเชงประกอบพลาสตกทวไปกบเสนใยเพกและวสดเชงประกอบพลาสตกทยอยสลายไดทางชวภาพกบเสนใยเพก โดยพลาสตกยอยสลายไดทางชวภาพ คอ พอลแลคตคแอซด (Polylactic acid, PLA) เพอศกษาความเปนไปไดในการขนรปส าหรบ

15

น าไปพฒนาเปนวสดตกแตงภายใน และศกษาผลของสดสวนของเสนใยเพกตอสมบตเชงกล,สมบตทางกายภาพ, สมบตทางเคมของพลาสตกทขนรปได อกทงยงเปรยบเทยบสมบตของวสดเชงประกอบจากพลาสตกทยอยสลายไดทางชวภาพกบเสนใยเพก กบวสดเชงประกอบจากพลาสตกทวไป เพอเปนแนวทางในการพฒนาวสดทเปนมตรกบสงแวดลอม มสมบตเชงกลสงและน าไปใชเปนวสดตกแตงภายใน

1.2 วตถประสงค 1.2.1 ขนรปวสดเชงประกอบจาก HDPE, LLDPE, PP และ PLA กบเสนใยเพกในสดสวน

ตางๆ 1.2.2 ศกษาการทดสอบสมบตเชงกลและกายภาพตามมาตรฐานตางๆของวสดเชงประกอบ

ทขนรปได

1.3 ขอบเขตของโครงงำนวจย 1.3.1 ท าการปรบปรงพนผวของเสนใยเพกดวยโซเดยมไฮดรอกไซดทสดสวน 0, 1, 3, 5, 7,

%w/w จากนนท าการทดสอบเพอหาสภาวะทดทสดในการปรบปรงพนผวของเสนใยเพกดวย ดวยเครอง FT-IR Spectrophotometer และ XRD จากนนท าการผสมเสนใยเพกทผานการปรบปรงพนผวแลวกบพลาสตกดวยเครอง Two Roll Mill โดยท าการผสม HDPE/VP, LLDPE/VP, PP/VP และ PLA/VP ทสดสวนเสนใยเพก 0, 10, 20, 30 และ 50 %w/w และท าการอดขนรปชนงานดวยเครอง Compress Molding

1.3.2 ตวแปรทศกษา ไดแก

- ชนดของเมทรกซ HDPE, LLDPE, PP, PLA และเสนใยเสรมแรง:เสนใยเพก - สภาวะทใชในการปรบปรงพนผวเสนใยหญาเพก ดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด

ความเขมขน 0, 1, 3, 5 และ 7 %w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8 และ 24 ชวโมง - ปรมาณเสนใยหญาเพกในวสดเชงประกอบ 0, 10, 20, 30 และ 50 %w/w

1.3.3 การทดสอบสมบตตามมาตรฐานตางๆดงน

- ศกษาลกษณะทางสณฐานวทยาดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด (Scanning Electron Microscope, SEM)

16

- ทดสอบความแขง (Hardness) ตามมาตรฐาน ASTM D2240 Shore D - ทดสอบความทนตอแรงดง (Tensile Strength) ตามมาตรฐาน ASTM D638 - ทดสอบความทนทานตอแรงกระแทก (Izod Impact) ตามมาตรฐาน ASTM D256

1.4 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ

1.4.1 ไดวสดเชงประกอบจาก HDPE, LLDPE, PP, PLA กบเสนใยเพก ทเปนมตรกบสงแวดลอมตนทนต าและมสมบตเชงกลเทยบเคยงกบพลาสตกเชงการคา

1.4.2 ทราบถงทดสอบสมบตตามมาตรฐานตางๆของวสดเชงประกอบจากพลาสตกและ เสนใยเพก

บทท 2

ทฤษฎและและวรรณกรรมทเกยวของ

ในปจจบนมการนยมน าพลาสตกมาใชในชวตประจ าวนเพมมากขน โดยทน าวสดธรรมชาตมาแทน เชน ไม หนง หรอโลหะตางๆ ท าใหพลาสตกมสวนรวมในผลตภณฑเกอบทกประเภท เชน อตสาหกรรมบรรจภณฑ อตสาหกรรมกอสราง อตสาหกรรมอปกรณเครองใชไฟฟา

และอเลกทรอนกส อตสาหกรรมยานยนต อตสาหกรรมเครองใชในครวเรอนอตสาหกรรมเฟอรนเจอร และอตสาหกรรมของเลนเดก ส าหรบพลาสตกทนยมใชอยางแพรหลายในประเทศไทย

เชน พอลเอทลนชนดความหนาแนนสง (HDPE) พอลเอทลนความหนาแนนต าเชงเสน (LLDPE) พอ

ลโพรพลน (PP) และพอลแลคตคแอซด (PLA)

2.1 ทฤษฎทเกยวของ 2.1.1 พอลเอทลนชนดความหนาแนนสง High Density Polyethylene, (HDPE) [2]

พอล เอทลนชนดความหนาแนนสง High Density Polyethylene, (HDPE) เ ปน

พลาสตกประเภทพอลเอทลน Polyethylene, (PE) มคาความหนาแนนสง การเรยงตวของโมเลกลมกงกานมาก HDPE มความหนาแนนประมาณ 0.941-0.965 g/cm3 และเปนพลาสตกทมลกษณะเหนยวและแตกหกยาก คอนขางแขงและสามารถยดไดมาก มความทนทานตอสารเคมและยงสามารถขนเปนรปทรงตางๆไดงาย เชน ใชท าขวดนม ขวดน าและบรรจภณฑน ายาท าความสะอาด ขวดยาสระผมและยงเปนพลาสตกทสามารถน ากลบมารไซเคลเปน ขวดน ามนเครอง ลงพลาสตก ไมเทยม เปนตน HDPE มโครงสรางทางเคมทเปนกงสาขา (Branching) นอยจงมแรงดงดดระหวาง

โมเลกลของพอลเมอรคอนขางสงมความแขงแรง มสขาวขน โปรงแสง มความลนมนในตว มความเหนยวและยดหยน ไมมกลน ไมมรส มความหนาแนนต ากวาน าจงลอยน าได สามารถผสมใหมส ตาง ๆ ได

รปท 2.1 โครงสราง HDPE

18

สมบตทวไป มโครงสรางเปนสายโซยาว ๆ มกงกานสาขานอยหรอประปราย ท าใหโมเลกลมการจดเรยงตวเปนระเบยบและความเปนผลกสงกวา LDPE มความเหนยว ความทนแรงดง ความแขง ความทนทานตอความรอนและสารเคมมากกวาดวยอกทงมสมบตการเปนฉนวนไฟฟาทด HDPE มจดหลอมเหลวประมาณ 135 oC และจดออนตวประมาณ 125 oC

ตารางท 2.1 การใชงานทวไปของ HDPE

การใชงานทวไปของ HDPE ผลตภณฑ

งานฉดแบบ (Injection Molding) กะละมง กระตกน า ถาดน าแขง

งานเปาทวไป (Blow Molding) ขวดน ายาท าความสะอาด ขวด

เครองส าอางค ภาชนะใสน ามนเครอง ขวดนม ขวดน าดม และ ขวดยา

งานอดรด (Extrusion) ทอน าประปา ทอระบายน า ทอใน

อตสาหกรรมเคม และ ทอรอยสายไฟ งานเปาฟลม (Blown Film) ถงหหว ถงรอน

2.1.2 พอลเอทลนความหนาแนนต าเชงเสน Linear Low Density Polyethylene,

(LLDPE) [3] พอลเอทลนชนดความหนาแนนต าเชงเสนนจะมสมบตทางกายภาพอยระหวาง

HDPE และ LDPE เนองจาก LLDPE มความยาวสายโซโมเลกลทส นกวา HDPE แตมขนาดโซกง สม าเสมอกวา LDPE กลาวคอ LLDPE มความยดหยน กวา HDPE แตทนแรงกระแทก แรงฉกขาด ไดสงกวา LDPE

สมบตทวไป พอลเอทลนความหนาแนนต าเชงเสน เปนตวทมความหนาแนน ปานกลาง (เปนสวนผสมระหวาง HDPE กบ LDPE) มสมบตเหมอนกบ LDPE แตเหนยวกวา และ แขงกวา ทรงรปไดดกวา แตไมถง HDPE สวนใหญจะใชงานทตองการยดหยนตวเพอรบแรงกระแทก เชน หลวปลา หลวสม หรอใชแทนงานของ LDPE สามารถทนอณหภมไดถง 121 oC ทนตอแรงกระแทกและแรงทมทะลไดสง

19

ตารางท 2.2 การใชงานทวไปของ LLDPE

การใชงานทวไปของ LLDPE ผลตภณฑ

เปาฟลม (blown film) ฟลมส าหรบบรรจ อาหาร ฟลมส าหรบหบ

หอ อยางหนา ฟลมส าหรบงานเกษตรกรรม

งานหลอแบบหมนเหวยง (Spin Casting) ถงบรรจสารเคม ถงน าบนดน ถงน าใตดน

ถงบ าบด ถงแช ชดเครองเลนเดก

2.1.3 พอลโพรพลน Polypropylene, (PP) [4] พอลโพรพลนมลกษณะแขง ไมมส และยงมทงโปรงใสและโปรงแสง ผวเปนมนเงา

ทนตอกรด ดาง และสารเคมตางๆ ซงยกเวนกลมไฮโดรคารบอนและคลอรเนเทตไฮโดรคารบอน แบงออกเปน 3 ประเภท ตามโครงสรางของพอลโพรพลน ไดแก ไอโซแทกทกพอลโพรพลน ซนดโอแทกทกพอล- โพรพลน และ แอแทกทกพอลโพรพลน

รปท 2.2 โครงสราง PP [4]

สมบตทวไป พอลโพรพลนทนแรงกระแทกสง ทนการขดขวน ทนสารเคม มจดออน

ตวสง มความหนาแนนต า และมอณหภมในการหลอมสง ท าใหใชงานทอณหภมสงถง 120 ๐C ผลตภณฑทท าจากพอลโพรพลน ไดแก กลอง ของเลนเดก ถงปย ไหมเทยม พรมและแผนรองพรม ผาใบกนน า เชอก สายรดบรรจภณฑ ถงรอน ขวดใสเครองดม ซองขนม ทอ ปลอกหมสายไฟและสายเคเบล งานเคลอบกระดาษ วสดอดรอยรว กาว และอปกรณภายในรถยนต

20

ตารางท 2.3 การใชงานทวไปของ PP

การใชงานทวไปของ PP ผลตภณฑ

งานฉดแบบ (Injection Molding) กลองแบตเตอร ถงน ามนในรถยนต กนชน

รถยนต ลงใสขวด กระถางตนไม ของเดกเลน

งานเปาแบบ (Blow Molding) ขวด ถง หรอภาชนะทตองการความทนทาน

สง

งานสงทอ (Textile) ท าเสนใยกระสอบสาน เชอกฟาง แห อวน

ผาใบปองกนพชสวน

งานเปาถง (Blown Film) ท าพลาสตกหมซองบหร ซองเสอเชต ถง

รอน ถงเยน

2.1.4 พอลแลคตคแอซด Polylactic Acid, (PLA) [6] พอลแลคตคแอซด เปนพลาสตกยอยสลายไดทางชวภาพ (Biodegradable Plastic)

เปนกาซคารบอนไดออกไซด และน า ดวยจลนทรยในธรรมชาตภายหลงจากการใชงาน ผลตมาจากวตถดบทสามารถผลตทดแทนขนใหม ไดในธรรมชาต เชน ผลตมาจากพช เชน ขาวโพด มนส าปะหลง และออย เปนตน โดยการบดหรอโมพชนนใหละเอยดเปนแปงแลวใชเอนไซมยอยแปงให เปนน าตาลกลโคส ผานกระบวนการหมก โดยใชแบคทเรย Lactobacillus Brevis ไดผลผลตเปน กรดแลคตก ผานกระบวนการทางเคมไดแลคไทด มโครงสรางทางเคมเปนวงแหวน แลวจงน าไปผาน กระบวนการพอลเมอรไรเซชน กลนในระบบสญญากาศเพอเปลยนโครงสรางไดเปนพอลแลคตคแอ

ซด

รปท 2.3 โครงสราง PLA [6]

21

สมบตทวไป PLA มชวงการหลอมเหลว (Melting range) 173 - 178 °C แตทนความรอนไดเกน 110 °C มปรมาณความเปนผลก (Crystallinity) ประมาณ 37% และอณหภมการเปลยนสถานะคลายแกว (Blass Transition Temperature) อยระหวาง 60 - 65 °C มสมบตขวางกน (Barrier Properties) ดเขากบเนอเยอของสงมชวต (Biocompatibility) สมบตพเศษ คอ มความใส ไมยอยสลายในระหวางการใชงาน แตสามารถยอยสลายไดเอง เมอน าไปฝงกลบในสภาวะเฉพาะ สามารถขนรปดวยเทคนคการขนรปเทอรโมพลาสตกทวไป

ตารางท 2.4 การใชงานทวไปของ PLA

การใชงานทวไปของ PLA ผลตภณฑ

งานฉดแบบ (Injection Molding) กลอง จาน ชอน มด สอม ตะเกยบ แกวน า

งานสงทอ (Textile) งานดานการผลตเปนเสอผาและผาเบาะ

รถยนต งานอดรดฟลม (film Extrusion) ฟลมส าหรบหอหมอาหาร

2.1.5 เสนใยธรรมชาต (Natural Fibers) [7] เสนใยจากธรรมชาตนนม 4 ประเภทหลกๆไดแก

1. เสนใยเซลลโลสธรรมชาต (Natural Cellulose Fibers) เปนกลมเสนใยทไดจาก พช เชน ฝาย ลนน ปาน ปอ โครงสรางของโมเลกลประกอบดวยกลม แอนไฮโดรกลโคส เกาะ เกยวกนเปนสายโซยาว โมเลกลใหญ สายโมเลกลนรวมกนจ านวนมากจะเกดเปนเสนใยและยง มความยาวมาก จะมผลท าใหเซลลโลสมความเหนยวมากขน โซโมเลกลจะยาวมากหรอนอยขนอยกบ จ านวนโมเลกลกลโคส กลโคสแตละหนวยประกอบดวยคารบอน ไฮโดรเจน และออกซเจน

2. เสนใยโปรตนจากธรรมชาต (Natural Protein Fibers) เสนใยทไดจากสตว ไดแกใยขนสตวและใยไหม เสนใยขนสตวคอใยทไดจากขนสตว ทปกคลมตวสตว ไดจากพวกขนแกะ แพะ อฐ แอลปาคา วคนา ขนจากสตวเหลานเรยกวา Hair Fiber และยงมขนสตวอกประเภทหนงท มขนาดล าตวเลก เชน ขนมงค กระตาย บเวอร จะใหเสนใยทออนนมกวาขนสตวประเภทแรก จะเรยกวา Fur Fiber

22

3. เสนใยธรรมชาตจากแร (Mineral Fibers) เสนใยหน (Asbestos) ใยหนเปนใยธรรมชาตทแยกจากหนชนดหนงทมสเขยวทเรยกวา Serpentine หรอ Amphibole Rock มลกษณะเปนชนลนเหมอนสบ หนชนดนรจกกนมาตงแตในสมยกรก และโรมนตอนตน Asbestos เปนภาษากรก เสนใยหนทไดมานนจะถกน าไปท าความสะอาด แยกประเภทตามความยาวแลวจงน าไปสงตอไปยงโรงงานสงทอ เสนใยหนทจะท าเปนเสนใยผานนจะตองผสมกบใยผาฝาย 5-20% หรอไมกเรยอน และขนสตว เพอปนใหเปนเสนดายและทอเปนผาตอไป ผาทผลตจากใยหนนนมสมบตทนไฟ สามารถทอเปนผาไดหลากหลายชนด ใชท าผามานกนไฟ ชดเสอผากนไฟทใชส าหรบพนกงานดบเพลง ผาฉนวนปองกนไฟฟา เสนใยโลหะ (Metallic Fibers) เสนใยทรจกกนมานบพนปกอนทจะรจกใยเรยอน และไนลอน ใยโลหะเปนใยเดยว อาจเรยกวาดายโลหะ (Metallic Yarns) กได เพราะมลกษณะเปนใยยาวเดยว แบบคลายรบบน สามารถผลตใหมขนาดตามตองการ อาจใชพนสลบกบเสนดายจะมลกษณะกลม นยมท าดวยโลหะแท เชน ทองซงมราคาแพงมาก เงน ทองแดง อลมเนยม สวนใยโลหะสงเคราะหท าจากโลหะอลมเนยม หรอโลหะหมพลาสตก สารท พนทบโลหะ ไดแก สารพอลเอสเตอร เชน Mylar หรอสารเซลลโลส อาซเตท-บวไทเรท มหลายสสดใสแวววาว สวยงาม เชน สน าเงน สทอง ผลตขนเพอเลยนแบบโลหะแท ใยโลหะหมพลาสตกใชประโยชนไดดไมด าเมอถกอากาศ ความเคม คลอรน จากน าและตางจากผงซกฟอก

4. เสนใยยางธรรมชาต (Natural Rubber Fiber) เสนใยยางยดนนไดจากทงยางธรรมชาต การน าเสนใยยางมาใชในเสอผานนมกจะใชเปนเสน เเถบยางยด โดยภายในมเสนดายหรอเสนใยประเภทอนๆ เชนเสนใยฝาย, เรยอน หรอไนลอน มาหมอยโดยรอบเพอเพมคณสมบต และปองกนไมใหใยยางเสอมคณภาพเรวเมอถกความรอนและแสงแดด

2.1.6 หญาเพก [1] หญาเพก มชอทางวทยาศาสตรคอ Vietnamosasa Pusilla, VP มลกษณะเปนไมพม

เปนพชตระกลไผ มชอสามญเรยกไผเพก เปนพชทมอายหลายป แตกกอสง 70 - 120 เซนตเมตร ล าตนแขงเหนยวคลายไมไผ เสนผาศนยกลาง 0.5 - 1.0 เซนตเมตร ใบหยาบกระดาง แผนใบยาว 8 - 14 เซนตเมตร กวาง 1 เซนตเมตร มกงกานแตกจากขอ ดอกเปนชอแยกแขนง (Panicle) รากตน แตมรากแขงแรง แพรพนธโดยแตกหนอ ขนในทดอนและในทรมเงาของปาโปรง เชน ปาพลวง ปาเหยง ทนตอสภาพแหงแลงและการถกไฟเผา แตหญาชนดนตายเรวล าตนจะแขงแบบกงไผ ออกดอกชวงเดอนกมภาพนธถงเดอนมนาคม มการขยายพนธไดเองและรวดเรวมาก หญาเพกเปนหญาพนเมองชนดหนง

23

พบมากในบรเวณภาคตะวนออกเฉยงเหนอ เชนจงหวดนครราชสมา ขอนแกน นครพนม เปนวชพชททนตอสภาพแหงแลงไดดมากและไมมประโยชนตอเกษตรกรรวมไปถงสตวทกนวชพชเปนอาหาร เพราะทงแขงและเหนยว

รปท 2.4 หญาเพก [1]

2.1.8 วสดเชงประกอบ (Composites) [8]

วสดเชงประกอบเปนวสดผสมจะถกแบงออกเปนสองเฟส เฟสหลกคอเฟสทเปนเนอพนกบเฟสทกระจายตวเสรมแรงโดยเฟสทกระจายตวสามารถแบงไดเปน ผง เมด เสนใย หรอเปนเสนใยยาวเสรมแรงและสมบตของวสดเชงประกอบมคาเฉลยระหวางสมบตของพนเนอและเฟสทกระจายตวสามารถแยกประเภทตางๆไดโดยใชเฟสทกระจายตวเปนตวชวด

1) วสดเชงประกอบเสรมแรงโดยผง (Particle-reinforced Composites) 2) วสดเชงประกอบเสรมแรงโดยเสนใย (Fiber-reinforced Composites) และวสดเชงประกอบ

เสรมแรงโดยเสนใยสน (Short Fiber-Reinforced Composites) สามารถแบงออกไดสองประเภท - วส ด เ ช งประกอบเส รมแรงโดย เ สนใยส น เ ร ยงตว เ ปนระ เ บยบ (Aligned

Discontinuous Fiber-Reinforced Composites) ซงมสมบตทางกลทดขนเมอตองรบโหลดในทศทางเดยวกบทศทางการจดเรยงตวของเสนใยท าใหวสดเชงประกอบชนดนมสมบตแบบ Anisotropy

- วสดเชงประกอบเสรมแรงโดยเสนใยส นเรยงตวแบบสม (Randomly Oriented Discontinuous Fiber-Reinforced Composites) เนองจากเสนใยทใชเปนเฟสทกระจายจดเรยงตวแบบสมและไมมการจดเรยงตวในทศทางใดทศทางหนงเปนพเศษท าใหวสดชนดมสมบตทเทากนในทกทศทาง (Isotropy) ไมวาจะรบโหลดในทศทางใดกตาม

24

(a) (b)

รปท 2.5 วสดเชงประกอบเสรมแรงโดยเสนใย [9]

(a) เสนใยสนเรยงตวเปนระเบยบ (b) เสนใยสนเรยงตวแบบสม

ขอดและขอเสยของวสดเชงประกอบ ขอดของวสดเชงประกอบ

- มสมบตตอน าหนกหรอความหนาแนน (Properties to Weight/Density Ratio) สงเชน

ความแขงแรงจ าเพาะ (Specific Strength) มอดลสจ าเพาะ (Specific Modulus) ความแขงเปราะจ าเพาะ

(Specific Stiffness) เปนตน เนองจากวสดเชงประกอบมความหนาแนนต า น าหนกเบา

- มสมบตหลากหลายสามารถสรางวสดเชงประกอบใหเหมาะสมกบการใชงาน เชน

จดใหเสนใย (สวนเสรมแรง) เรยงตวตามแนวรบแรง

- มสมบตการรบแรงและมการหนวงทด (Damping)

- ความทนทานตอการลาตวด (Fatigue Resistance)

- มเสถยรภาพของรปราง (Dimensional stability) สง เนองจากมสมประสทธการ

ขยายตวทางความรอน Coefficients of thermal expansion, (CTE)

ขอเสยของวสดเชงประกอบ

- ตน ทนการผ ลตส ง เ น องจากราคาของวต ถ ดบและ เค รอง มอการ ขน รป

วสดเชงประกอบ

- มกมสมบตแตละทศทางไมเทากน หรอมสมบตแอนไอโซโทรป (Anisotropy)

เนองจากมการจดเรยงตว (Orientation) ของสวนเสรมแรง เปนสาเหตใหวสดเชงประกอบไมแขงแรง

ในแนวตงฉากกบแนวการเรยงตว (Transverse Direction)

25

- การตอ (Attaching) หรอเชอมตดกบวสดอน ท าไดยาก

- การตรวจวเคราะหสมบตวสดเชงประกอบท าไดยาก

- การท าลายและน ากลบมาใชใหมหรอรไซเคล (Recycle) ท าไดยาก

2.1.9 ทฤษฎเกยวกบการขนรปและการทดสอบ

- เครองผสมพลาสตกแบบสองลกกลง (Two Rolls Mill) [10] เครองผสมแบบสองลกกลงนใชในการผสมสารเคมกบพลาสตก สวนประกอบหลกของ

เครองคอลกกลงสองตวทหมนสวนทางกน ความรอนของลกกลงไดมาจากชดใหความรอน ขอดของเครองผสมชนดน คอ สามารถมองเหนลกษณะและระดบการเขากนของสารเคม กบพลาสตกได มความสะดวกในการท าความสะอาด การผสมแบบนจะไดผลตภณฑ ในลกษณะเปนแผน ซงเหมาะกบการแปรรปตอโดยเทคนคบางเทคนค เชน การขนรปแบบกดอด(Compression Molding) ส าหรบขอเสยของเครองผสมแบบสองลกกลงคอ ผผสมจะตองมทกษะในการใชเครอง และมความรเรองการคอมพาวดสง นอกจากนการผสมโดยใชเครองผสมชนดนจะกระท าในทเปด ดงนนจงมโอกาสทฝ นละอองและสงปนเปอนชนดตาง ๆ เขามา ปะปนกบคอมพาวดและมโอกาสทจะเกดปฏกรยาออกซเดชนของคอมพาวดไดงาย การผสมโดย ใชเครองผสมแบบสองลกกลงจะชากวาการผสมแบบเครองผสมระบบปด

หลกการท างานของเครองผสมแบบสองลกกลงเมอท าการใสเนอพอลเมอรลงไปในปรมาณทเหมาะสมลงในชองระหวางลกกลง เนอพอลเมอรจะถกรดผานลกกลงจนเนอพอลเมอรมการออนตวและเกาะตวเปนแผนทลกกลงขางใดขางหนงไว อณหภมทใชในการผสมกจะขนอยกบ พอลเมอรแตละชนด

รปท 2.6 เครองผสมแบบ 2 ลกกลง

26

- การขนรปโดยใชแมพมพแบบกดอด (Compression Molding) [10,11] การขนรปโดยใชแมพมพแบบกดอดเปนวธทใชกนมากทสดใน อตสาหกรรมเมอ

เทยบกบการขนรปโดยใชแมพมพแบบอน เพราะเปนวธทงาย และเครองจกรทใชมราคาไมสงมากนก เครองจกรทใชไดแก เครองกดอดระบบ ไฮดรอลก (Hydraulic press) ซงประกอบดวยแผนกดอดจ านวน 2 แผน หรอมากกวา 2 แผน ขนกบการออกแบบ แผนกดอดจะเลอนขนลงดวย ระบบไฮดรอ-ลกเพออดและสงผานแรงดนไปสแมพมพทอยตรงกลางระหวาง แผนกดอด เครองจะสามารถตง

อณหภมและควบคมความรอนใหคงทระหวางการกดอด ในสวนของแมพมพแบบกดอดนประกอบดวยแมพมพ 2 สวน คอ แมพมพสวนบน และแมพมพสวนลาง โดยแมพมพสวนลางจะ มชองเปนรปรางของผลตภณฑเรยกวา เบาพมพ ส าหรบใสพอลเมอรทจะท าการขนรป จากนนน า แมพมพสวนบนมาปดทบ แมพมพสวนบนจะชวยลอกไมใหเกดการเคลอนตวในแนวระนาบขณะทไดรบ แรงกดอด เมอใหแรงดนแกแมพมพ เมดพอลเมอรคอมจะถกบงคบใหไหลจนเตม เบาพมพ และความรอนจากแมพมพจะท า ใหเมดพอลเมอรเกดการคงรปเมดพอลเมอรทเกดการหลอมจนเปนเนอเดยวกนแลวจากนนจงท าใหแมพมพคอยๆเยนตวดวยการหลอเยนทตวแมพมพ เมอท าการหลอเยนเสรจแลวพอลเมอรทไดจะไดชนงานตามแมพมพ

รปท 2.7 เครอง Compression Molding

2.1.10 การทดสอบสมบตตามมาตรฐาน - การทดสอบความทนตอแรงดง (Tensile Strength) ตามมาตรฐาน ASTM D 638

[15,16] การทดสอบการทนตอแรงดง หลกการท างานของเครองทดสอบความทนทานตอ

แรงดง เปนการดงชนตวอยางทดสอบจนขาดออกจากกน ในขณะเดยวกนจะมการบนทกแรงทใชใน

27

การดง และระยะยดของชนตวอยางทดสอบดวยเครองบนทก เพอตรวจสอบความแขงแรงของวสดเมอไดรบแรงดง เมอดงชนตวอยางทมสมบตแขงเปราะอยางตอเนองจนเกดการแตกหก

รปท 2.8 เครองการทดสอบความทนทานตอแรงดง

- การทดสอบความทนทานตอแรงกระแทก (Impact Test) ทดสอบแบบ Izod Impact

ตามมาตรฐาน ASTM D256 [16] การทดสอบความทนตอแรงกระแทกนนศกษาโดยใชแรงกระท าเคลอนทดวยความเรว

กระแทกชนงานทดสอบใหแตกในเวลาอนสนเพอศกษาพฤตกรรมของวสดเมอถกแรงกระแทก การทดสอบแรงกระแทกแบบลกตมเหวยง เปนตามมาตรฐาน ASTM D256 ซงใชส าหรบแสดงความสามารถของวสด ในการตานแรงกระแทกจากการตดวยคอน ซงอยในรปพลงงานจลนทงหมดทจ าเปนเพอใหวสดเรมเกดการแตกหก (Initiate Fracture) และด าเนนตอไปจนวสดขาดออกจากกน ใชเปรยบเทยบความเหนยวของวสด ในการเตรยมตวอยางส าหรบท าการทดสอบนน จะถกเตรยมโดยท า

การบากชนงานกอนการทดสอบ ทงนเนองจากรอยบากบนชนงานจะเปลยนรป (Deformation) ของชนงานเกดขนไดยาก เพราะการแตกขาดของชนงานจะเกดทบรเวณรอยบากเทานน คาการทนตอแรงกระแทก จะรายงานในหนวยของพลงงานตอความกวางของชนงานจลตอตารางเมตร (J/m2)

28

รปท 2.9 เครองทดสอบความทนตอแรงกระแทก

- การทดสอบความแขง (Hardness) ตามมาตรฐาน ASTM D2240 [17]

วธทดสอบความแขง ShoreD Sclerocscope วดความแขงในเทอมความยดหยนของวสด ทดสอบโดยปลอยหวคอนปลายเพชร (ขนาด 40 เกรน; 2.5 กรม; 0.0914 ออนซ) ตกดวยน าหนกของตวเองและจากความสงททราบคา (10 นว; 254 มลลเมตร) ในทอแกว ความสงทกระดอนกลบวดไดจากสเกลทไดแบงเปน 100 สวน ซงแสดงคาเฉลยจากการกระดอนของเหลกกลาคารบอนชบแขงทสมบรณ คาความแขงขนอยกบความสงทกระดอนกลบของหวคอน วสดทแขง ความสงกระดอนจะมาก ความแขงกจะมาก วสดทออน ความสงกระดอนจะนอย ความแขงกจะนอย

รปท 2.10 เครองทดสอบความแขง ShoreD Sclerocscope

29

การทดสอบสมบตทางกายภาพ - Scanning Electron Microscope (SEM) [18]

เครอง Scanning Electron Microscope (SEM) เปนกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดท การสรางภาพท าไดโดยการตรวจวดอเลกตรอนทสะทอนจากพนผวหนาของตวอยางทท าการส ารวจ ซงภาพทไดจากเครอง SEM นจะเปนภาพลกษณะของ 3 มต ดงนนเครอง SEM จงถกน ามาใชในการศกษาสณฐานและรายละเอยดของลกษณะพนผวของตวอยาง เชน ลกษณะพนผวดาน

นอกของเนอเยอและเซลล หนาตดของโลหะและวสด เปนตน

รปท 2.11 เครอง Scanning Electron Microscope (SEM)

หลกการท างานของ SEM จะประกอบดวยแหลงก าเนดอเลกตรอนซงท าหนาทผลตอเลกตรอนเพอปอนใหกบระบบ โดยกลมอเลกตรอนทไดจากแหลงก าเนดจะถกเรงดวยสนามไฟฟา จากน นกลมอเลกตรอนจะผานเลนสรวบรวมรงส (Condenser Lens) เพอท าใหกลมอเลกตรอนกลายเปนล าอเลกตรอน ซงสามารถปรบใหขนาดของล าอเลกตรอนใหญหรอเลกไดตามตองการ เมอตองการท าใหภาพทมความคมชดจะปรบใหล าอเลกตรอนมขนาดเลก หลงจากนนล าอเลกตรอนจะถกปรบระยะโฟกสโดยเลนสใกลวตถ (Objective Lens) ลงไปบนผวชนงานทตองการศกษา หลงจากล าอเลกตรอนถกกราดลงบนชนงานจะท าใหเกดอเลกตรอนทตยภม (Secondary Electron) ขน ซงสญญาณจากอเลกตรอนทตยภมนจะถกบนทก และแปลงไปเปนสญญาณทางอเลกทรอกนกสและ ถกน าไปสรางเปนภาพบนจอโทรทศนตอไป และสามารถบนทกภาพจากหนาจอโทรทศนไดเลย

30

รปท 2.12 สวนประกอบและการท างานของเครอง SEM [18]

- เครองมอวเคราะหโครงสรางทางเคม Fourier Transform Infrared Spectro photometer, (FTIR) [19]

หลกการของ Fourier Transform Infared (FTIR) เปนเทคนคหนงทใชในการแยกประเภทของสารอนทรย สารอนนทรย และพนธะเคมในโมเลกล รวมถงสามารถบอกถงปรมาณองคประกอบทมอยในโมเลกลของสารผสมตวอยางทไมทราบชนด โดยท าการตรวจวดการดดกลนรงสอนฟาเรดของตวอยางทความถตาง ๆ ซงเปนลกษณะเฉพาะตวของแตละพนธะ

การดดกลนรงสอนฟาเรดทอณหภมสงกวาศนยองศาสมบรณ อะตอมทกตวในโมเลกลจะมการสนอยตลอดเวลา เมอความถของการสนมคาเทากบความถของรงสอนฟาเรดทฉายมายงโมเลกล และท าการดดกลนรงส จ านวนแถบการดดกลนทงหมดทไดจะมคาไมเทากบการสนมลฐานของโมเลกลทงหมด โดยจะมคาลดลง เพราะมบางแถบพลงงานทไมมการตอบสนองตอพลงงานในชวงรงสอนฟาเรดสวนประกอบของเครองตรวจวดระบบ FTIR มสวนประกอบหลก 3 สวน ดงน

รปท 2.13 สวนประกอบของเครองตรวจวด [19]

31

แหลงก า เนดรงสของ Infrared Spectrometer คอสารเฉอยทถกท าใหรอนจนม อณหภมระหวาง 1,000 – 1,800 ๐C ตวแยกรงสแบบ Interferometer มหนาทแยกล ารงสออกท าใหเกดPath difference ระหวางล าแสงแลวท าการรวมสญญาณการแทรกสอดซงเปนฟงกชนกบ Path difference โดยเครองตรวจวด เครองตรวจวดท าหนาทประมวลผลจากสญญาณการแทรกสอดทสงผานมาจากตวแยกรงส

- เครองเอกซเรยดฟแฟรกโตมเตอร X-ray diffractometer, (XRD) [14] เครองเอกซเรยดฟแฟรกโตมเตอร เครองมอวเคราะหวสดขนพนฐาน ซงเปนการ

วเคราะหแบบไมท าลายตวอยาง (non-destructive analysis) เพอศกษาเกยวกบโครงสรางของผลก การจดเรยงตวของอะตอมในโมเลกลของสารประกอบตาง ๆ ทงในเชงคณภาพและปรมาณ โดยอาศยหลกการเลยวเบนและการกระเจงของรงสเอกซ และความรเกยวกบวชาระบบโครงสรางผลก เครองมอชนดนมความส าคญมากในกระบวนการควบคมคณภาพการผลต ใชส าหรบตรวจสอบสมบตของวตถดบและผลตภณฑในกระบวนการผลตตามขนตอนตาง ๆ

หลกการของ XRD อาศยหลกการเลยวเบนของล ารงสเอกซ เมอล ารงสตกกระทบวตถหรออนภาคจะเกดการหกเหของล ารงสทสะทอนท ามมกบระนาบของอนภาคเทากบมมของล ารงสตกกระทบ

รปท 2.14 เครองเอกซเรยดฟแฟรกโตมเตอร

32

- ทดสอบการเปลยนแปลงทางความรอนดวยเทคนคดฟเฟอเรนเชยลสแกนนง แคลอรมเตอร (Differential Scanning Calorimeter; DSC) [25] หลกการทดสอบดวยเทคนคดฟเฟอรเรนเชยลสแกนนงแคลอรมเตอร เปนการวเคราะหการ

เปลยนแปลงทางความรอน ของวสดทใชวดการเปลยนแปลงพลงงานดดหรอคายพลงงานความรอน เมอถกเพมหรอลดอณหภมภายใตบรรยากาศทถกควบคม หลกการพนฐานของ DSC คอ น าถาดสองถาดมาบรรจวสดตวอยาง และ ถาดอางองซงเปนถาดวางเปลาวางอยขางๆกนบนอปกรณใหความรอน ในเครองทดสอบ เมอเครองทดสอบเรมท างานอปกรณใหความรอน จะใหความรอนแกถาดทงสอง โดยเครอง DSC จะควบคม อตราการเพมอณหภมใหคงทเชน 10 องซาเซลเซยสตอ 1 นาท โดยจะความคมอณหภมทใหแกถาดทงสองทวางแยกกน ดวยอตราการเพมความรอนทเทากนตลอดทงการทดลอง

รปท 2.15 เครองดฟเฟอเรนเชยลสแกนนงแคลอรมเตอร

33

2.2 การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศ (Information) ทเกยวของ

A.Benyahia และคณะ ป 2013 [5] ในงานวจยนไดท าการศกษาวสดเชงประกอบเรซนทท าการเสรมแรงดวยเสนใยอลฟา โดยในงานวจยนไดท าการศกษาการปรบปรงพนผวของเสนใยอลฟาดวย โซเดยมไฮดรอกไซนในความเขมขนตางๆ (1, 3, 5 และ 7 %w/w) เวลาทใชในการปรบปรงพนผวเปนเวลา 24 ชวโมง และเมอท าการวเคราะหดวย FT-IR spectrum และ XRD ผลทไดจากการ

ปรบปรงพนผวของเสนใยอลฟาท 7% จากกราฟ FT-IR spectrum จะเหนวาคาของลกนนในเสนใยอลฟามคาลดลงมากทสดและกราฟ XRD เมอท าการปรบปรงพนผวของเสนใยแลวคาเซลโลสท 7% มากขนซงสงผลใหมสมบตเชงกลทดขน

รปท 2.16 FT-IR spectrum กอนการปรบปรงผวและหลงจากปรบปรงผวของเสนใยอลฟา [5]

รปท 2.17 กราฟ XRD กอนการปรบปรงผวและหลงจากปรบปรงผวของเสนใยอลฟา [5]

34

T.Balarami Reddy ป 2013 [11] ในงานวจยนไดท าการศกษาสมบตเชงกลของวสดเชงประกอบทเสรมแรงดวยเสนใยมะพราวสเขยว โดยปรมาณเสนใยททท าการเตมในอตราสวน 30, 40, และ 50% จากกราฟจะเหนไดอยางชดเจนวาในอตราสวนทเตมเสนใยมะพราวสเขยว 40% มการเพมขนของความตานทานแรงดงของวสดเชงประกอบแลวหลงจากนนเกดการลดลงเลกนอย แตเมอท าการเตมเสนใยมะพราวสเขยวในปรมาณทมากขนความตานทานแรงดงของวสดเชงประกอบมการลดลง

รปท 2.18 กราฟแสดงความตานทานแรงดงและเปอรเซนตการเตมเสนใยมะพราวสเขยว [11]

Tingju Lu และคณะ ป 2013 [13] ไดท าการศกษาการเปลยนแปลงสมบตเชงกลระหวางเสนใยกบ PLLA โดยเสนใยไผปรบปรงพนผวดวยสารละลายระหวาง NaOH กบ ไซเลน ผลจากการทดลองเมอท าการปรบปรงพนผวดวย NaOH และจงน าเสนใยไผไปผสมกบเนอเมทรกซทปรมาณ 10, 20 และ30 %wt คาความแขงและคายงมอดลสเพมขน 28.6% และ 34.6% ตามล าดบสวนคาเปอรเซนการยดตวของเสนใยไผทปรบปรงพนผวดวยไซเลนมคาสงกวาตวทปรบปรงพนผวดวย NaOH คอ

115% และ 62% แตเมอท าการเตมเสนใยไผลงไปแลวคาการทนตอแรงกระแทงจะท 30% มคาลดลง วสดทงสามตวทมการเตมเสนใยไผลงไปนนตวทมคาสมบตเชงกลทดทสดคอ 20% ของทกชนด

35

(ก) (ข)

(ค)

รปท 2.19 (ก) กราฟแสดงระหวางคาTensile strengthของ BCF/Eกบปรมาณการเตมเสนใยไผ [13]

(ข) กราฟแสดงระหวางคายงโมดลสกบปรมาณการเตมเสนใยไผ (ค) กราฟแสดงระหวางคาการทนตอแรงกระแทกกบกบปรมาณการเตมเสนใยไผ

F.Z. Arrakhiza และคณะ ป 2012 [22] ไดท าการศกษาการเขากนของเสนใยปาลมกบ LDPE และในงานวจยนไดท าการปรบปรงพนผวของเสนใยปาลมดวยอลคาไล เมอเสนใยปาลมทถกปรงปรงพนผวแลวจงน ามาผสมกบ LDPE ผลทได คอ สมบตเชงกลของวสดมคาเพมขน แตเมอท าการเพมเสนใยลงไปคาการทนตอแรงดงและคา Elongation at break ลดลง ในสวนของคายงโมดลสมคาเพมสงขนเมอเทยบกบตว LDPE ทไมไดมการเตมเสนใยลงไป

36

รปท 2.20 ผลการทดสอบคา Tensile strength และ elongation at break ทเปรยบเทยบกบปรมาณเสนใยปาลม/LDPE [22]

รปท 2.21 คา Young’s modulus ของ LDPE และเสนใยปาลม/LDPE 0–30 wt% [22]

M. Zampaloni b และคณะ ป 2007 [23] ไดท าการศกษาการเสรมแรงโพลโพพลนดวยเสนใยตางๆเมอท าเทยบคาการทนตอแรงดงเสนใยปอแกว/PP 30% และ 40% กบ เสนใยปาน/PP เสนใยลนน/PP และ เสนใยมะพราว/PP 40% จะเหนวาเสนใยปอแกว/PP 30% มความการทนตอแรงดงตางจากเสนใยปาน/PP 40% และเสนใยลนน/PP 40% ไมมากนก แตเสนใยปอแกว/PP 30%มคาการทนตอแรงดงสงกวาเสนใยมะพราว/PP 40% อยางเหนไดชด และคายงโมดลสของการเตมเสนใยปอแกวลงในPPยงมคาสงทสดเมอน ามาเปรยบเทยบกบเสนใยชนดอนๆ

37

รปท 2.22 คา tensile strength ของวสดเชงประกอบเสนใยปอแกว/PP–MAPP กบวสดทผสมเสนใย

ชนดตางๆ[23]

รปท 2.23 กราฟแสดงการปรยบเทยบคายงโมดลสระหวางเสนใยชนดตางๆ [23]

Na Lu และคณะ ป 2012 [24] ในงานวจยนศกษาเรองการเตมเสนใยปอเพอเปนสารเสรมแรงใหกบ Recycled high density polyethylene (rHDPE) และ virgin high density polyethylene (vHDPE) และศกษาสมบตเชงกลของวสดและยงการปรงปรงพนผวของเสนใยปอดวยโซเดยมไฮดรอกไซนท 5 %wt หลงจากท าการปรบปรงพนผวแลวทผวของเสนใยปอแลวจงน ามาผสมกบเนอเมทรกซ (20, 30, 40 %w/w)และผลของการทนตอแรงดงระหวาง rHDPE และ vHDPE เมอเตมเสนใยปอลงไปในเนอเมทรกซแลวพบวา rHDPE มคาการทนตอแรงดงสงขนมากตามล าดบ และคาการทนตอแรงกระแทกจากกราฟจะเหนวา rHDPE/30% มคาการทนตอแรงกระแทกสงมากทสดเมอเทยบกบ

38

rHDPE/20% rHDPE/40% และยงทนแรงกระแทกไดมากกวา vHDPE ทงหมด จากการศกษาสมบตเชงกลในงานวจยน rHDPE/30% เมอเตมเสนใยปอลงใน rHDPE และ vHDPE แลวจะเหนไดวาสมบตเชงกลของวสดเชงประกอบมสมบตเชงกลดขนกวาตวทไมไดท าการเตมเสนใยและยงสามารถน ามาใชทดแทน rHDPE และ vHDPE ทไมไดเตมเสนใยได rHDPE ทมคาสมบตเชงกลดขนกวา vHDPE เพราะวาในกระบวนการรไซเคล HDPE มการเตมสารเคมเขาไปในกระบวนการรไซเคลท าให rHDPE มคาความหนาแนนมากกวาตว vHDPE จงท าใหเมอท าการผสมกบเสนใยจงท าคาคาสมบตเชงกลดขนกวา vHDPE

รปท 2.24 กราฟเปรยบเทยบระหวางคาTensile stress ของ hemp–vHDPE และ hemp–rHDPE กบปรมาณการเตมเสนใยปอ [24]

รปท 2.25 กราฟเปรยบเทยบระหวางคาImpact strength ของ hemp–vHDPE และ hemp–rHDPE กบปรมาณการเตมเสนใยปอ [24]

39

A. Jorda-Vilaplana และคณะ ป 2017 [26] ในงานวจยนศกษาวสดเชงประกอบพลาสตกชวภาพทท าขนจากโพลเอทลนชนดความหนาแนนสงชวภาพ (จากออย) และผสมเสนใย Cortaderia selloana (CS) ผลของสมบตทางความรอนของ (DSC) และสมบตเชงกล สมบตการทนตอแรงดง โดยปรมาณการเตมเสนใย Cortaderia selloana จะเตมเสนใยท 15 – 30 %w/w ผลของสมบตเชงกลจากรปท 2.26 พบวาเมอท าการเตมเสนใย Cortaderia selloana ลงใน HDPE พบวาเมอเตมเสนใย Cortaderia selloana ไปในปรมาณทมากขนคาการทนตอแรงดงและคาการทนตอแรงดงโมดลสมคาสงขนกวาตว

ทไมไดมการเตมเสนใย Cortaderia selloana จากรปจะเหนวามการยดตวทมากขนความแขงมากขน ดงนนการเตมเสนใย Cortaderia selloana จงเปนตวเสรมแรงใหกบ HDPE

รปท 2.26 สมบตเชงกลของวสดชวภาพ HDPE/CS กบปรมาณการเตมเสนใย Cortaderia selloana

%w/w [26] ยพาพร รกสกลพวฒน และคณะ ป 2015 [27] งานวจยนเปนการศกษาหนาทของเสนใย

หญาแฝกทสงผลตอพฤตกรรมการเกดผลกของวสดเชงประกอบพอลแลกตกแอสด การตรวจสอบสมบตทางความรอนของพอลแลกตกแอสด ท าโดยใช เทคนค Differential Scanning Calorimeter (DSC) ไดมการศกษาเปรยบเทยบผลของ การเกดนวคลไอของเสนใยหญาแฝกและทลกตอการเกดผลกของวสดเชงประกอบพอลแลกตกแอสด พบวาผลทไดจากรปท 2.27 องศาการเกดผลกของวสดเชงประกอบระหวางพอลแลคตกแอสดและเสนใยหญาแฝกและวสดเชงประกอบระหวางพอลแลคตกแอสดและทลก เพมขนเมอเทยบกบพอลแลคตกแอสดทไมมการเตมสารตวเตมใดๆลงไป เมอปรมาณเสนใยหญาแฝกเพมขนจาก 1% ถง 10% องศาการเกดผลกเพมขนเมอเทยบกบพอลแลคตกแอสด เมอปรมาณเสนใยหญาแฝกเพมขนถง 20% องศาการเกดผลกลดลงเมอเทยบกบคอมโพสท ระหวางพอล

40

แลคตกแอสดและเสนใยหญาแฝกทปรมาณ 1% ถง 10% อธบายไดวาเนองจาก สดสวนโดยปรมาตร(volume fraction) ของเสนใยหญาแฝกตอพอลแลคตกแอสดสง ท าใหพบการเกดผลกทบรเวณผวของเสนใยหรอเรยกวาการเกดผลกแบบทรานครสตลไลเซชนเทานน ผลกทเกดในบลคเกดขนไดยาก เนองจากเสนใยหญาแฝกอยชดกน ท าใหไมมพนทในการเกดผลกในสวนทเปนเนอเมทรกซ ส าหรบคอมโพสทระหวางพอลแลคตกแอสดและทลก องศาการเกดผลกทปรมาณทลก 20% ลดลงเมอเทยบกบปรมาณทลก 1% ซงอธบายไดเชนเดยวกบกรณของเสนใยหญาแฝก

รปท 2.27 กราฟ DSC ของพอลแลกตกแอสดและเสนใยหญาแฝก ทปรมาณหญาแฝก 20% บนทก

ระหวางการใหความรอนดวยอตราเรวทแตกตางกน [27]

บทท 3

ขนตอนและวธการด าเนนงาน

3.1 วสดอปกรณ สารเคมและเครองมอทใชในการทดลอง 3.1.1 สารเคมและวสดอปกรณ

3.1.1.1โซเดยมไฮดรอกไซน (NaOH) บรษท Ajax Finechem เกรด AR 3.1.1.2 พอลเอทลนชนดความหนาแนนสง (HDPE) จาก InnoPlus

เกรด HD5200B 3.1.1.3 พอลเอทลนความหนาแนนต าเชงเสน (LLDPE) บรษท InnoPlus

เกรดM3204RU 3.1.1.4 พอลโพรพลน (PP) บรษท Nature work เกรด 1102H 3.1.1.5 พอลแลคตคแอซด (PLA) บรษท Nature work เกรด 3052 3.1.1.6 ตอบ บรษท memmert

3.1.2 เครองมอทใชในการขนรปชนงาน 3.1.2.1 เครองบดสองลกกลง (Two Roll Mill) บรษท LAB TECH

ENGINEERING CO., LTD 3.1.2.2 การขนรปโดยใชแมพมพแบบกดอด (Compression Molding)

บรษท LAB TECH ENGINEERING CO., LTD

3.1.3 เครองมอทใชในการวเคราะห

3.1.3.1 เครองทดสอบคาการทนตอแรงดง บรษท อนโทรเอนเตอรพร จ ากด

3.1.3.2 เครองทดสอบความแขงแบบ (Shore Hardness) ยหอ

PTC®INSTRUMENTS

3.1.3.3 การทดสอบความทนทานตอแรงกระแทก (Izod Impact) ยหอ CEAST

3.1.3.4 เครอง Scanning Electron Microscope (SEM) รน JSM 6610LV

บรษท JEOL

42

3.1.3.5 เครอง Fourier Transform Infrared FT-IR Spectroscopy

3.2 ขนตอนในการทดลอง 3.2.1 ขนตอนในการเตรยมหญาเพก

ในขนตอนแรกจะท าการรดใบเพกออกจากกง จากน นท าความสะอาดโดยการแชสารละลายในสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด ทความเขมขน 0, 1, 3, 5, 7 %w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8, 24 ชวโมง จากนนท าการลางเสนใยเพกจนมคา pH เปน 7 ดวยเครองวดคา pH แลวน าเขาตอบเพอท าการไลความชนออกจากเสนใยทอณหภม 60 องศาเซลเซยส เปนเวลา 24 ชวโมง ตามงานวจยของ A.Benyahia [5] เมออบเสรจแลวจงน าเสนใยทไดจากการอบไปบดและรอนเพอแยกขนาดเพอน าไปทดสอบดวยเครอง FT-IR spectroscopy เพอตรวจสอบหมฟงกชนเคมแลวท าการเลอกอตราสวนในการปรบปรงผวเสนใยเพกทดทสด

(ก) ตนเพก (ข) เสนใยเพก

รปท 3.1 เพก (ก) ตนเพก (ข) เสนใยเพก

3.2.2 ขนตอนการผสมและขนรป

ขนตอนนจะท าการเตรยมเมดพลาสตกผสมระหวางเสนใยเพกทไดเตรยมไว น าเมดพลาสตกผสมกบเสนใยเพกตามปรมาณดงน คอ 0, 10 , 20, 30 และ 50 %w/w ท าการผสมดวยเครองผสมแบบสองลกกลง (Two Roll Mill) ในการผสมระหวาง HDPE/VP ใชอณหภมในการผสมอยท 160 องศาเซลเซยส ในสวนของการผสมระหวาง PLA/VP จะใชอณหภมในการผสมอยท 130 องศาเซลเซยส, LLDPE/VP ใชอณหภมในการผสมอยท 130 องศาเซลเซยส และ PP/VP ใชอณหภมในการผสมอยท 160 องศาเซลเซยส หลงจากทผสมจนเขากนแลว น าไปขนเปนแผนโดยเครองอดเบาแบบไฮดรอลค (Compression Molding) ทความดน 250 MPa อณหภม 190 องศาเซลเซยส เปนเวลา 7 นาท

43

แลวท าการลดอณหภมของชนดวยการหลอเยน หลงจากน นน าชนงานทไดไปท าการทดสอบคณสมบตเชงกล

3.3 วธการศกษาสมบตของแผนอดเชงประกอบ 3.3.1 ทดสอบสมบตการทนแรงดง (Tensile Strength)

ในการทดสอบนเปนการหาคาการทนตอแรงดงของชนงานเพอท าการทดสอบหาความสามรถในการทนแรงดงของพลาสตกดวยวธการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D638 ในการทดสอบนจะบอกถงคาการทนตอแรงดงของชนงาน ในการทดสอบชนงานทใชในจะตองมขนาด ของชนงานตามรปท 3.2

(ก)

(ข)

รปท 3.2 (ก) เครองทดสอบสมบตการทนแรงดง (Tensile Strength) (ข) ชนงานทใชในการทดสอบการทนแรงดง (หนวย มลลเมตร)

44

3.3.2 ทดสอบความแขง (Hardness) ทดสอบความสามารถของแผนอดทท าการผสมกบเสนใยเพก ดวยวธการทดสอบตาม

มาตรฐาน ASTM D2240 Shore D ชนงานทน ามาทดสอบจะตองมความหนา 6 mm. และผวเรยบวธทดสอบกดหวเขมลงบนชนงานจนหวเขมถงจดหยดท าการจบเวลาประมาณ 10 วนาท แลวอานคาจากหนาปดจะไมมหนวยส าหรบหวกดแบบ Shore D จะใชกบวสดทคอนขางแขง

รปท 3.3 Durometer สอบความแขง

3.2.3 การทดสอบการทนตอแรงกระแทกตามมาตรฐาน ASTM D 256 ทดสอบความสามารถของแผนอดทท าการผสมกบเสนใยเพก ดวยวธการทดสอบตาม

มาตรฐาน ASTM D2240 Shore D ชนงานทน ามาทดสอบจะตองมความหนา 6 มลลเมตร และผวเรยบวธทดสอบกดหวเขมลงบนชนงานจนหวเขมถงจดหยดท าการจบเวลาประมาณ 10 วนาท แลวอานคาจากหนาปดจะไมมหนวยส าหรบหวกดแบบ Shore D จะใชกบวสดทคอนขางแขง

(ก) (ข)

รปท 3.4 (ก) เครองบากชนงาน (ข) เครองทดสอบแรงกระแทกแบบ Izod

45

คาความแขงแรงกระแทกสามารถหาไดจากสมการดงตอไปน

Impact strength = W/A (3.1)

เมอ W คอ คาพลงงานกระแทก (kJ) A คอ พนทหนาตดของตวอยาง (m2) 3.3.4 ทดสอบสมบตทางกายภาพ (Scanning Electron Microscopy, SEM) ทดสอบสณฐานวทยา ดวยกลองจลทศอเลกตรอนแบบสองกราด เพอดพนผวของแผนอดท

ท าการผสมกบเสนใยเพก โดยดลกษณะการแตกหกของของวสดซงรอยแตกอาจจะเปนตวบอกวาชนงานของเรามสมบตเชงกลทดขนหรอไม และยงสามารถบอกไดวาชนงานของเรามลกษณะเหนยวหรอเปาะ

รปท 3.5 เครองทดสอบสมบตทางกายภาพ Scanning Electron Microscopy, (SEM)

3.3.5 ทดสอบหมฟงกชนเคม Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FT-IR

Spectrophotometer)

ตรวจสอบหมฟงกชนเคมดวยเครอง FTIR ทดสอบเสนใยเพกทไมผานการปรบปรงผวและเสนใยทผานการปรบปรงผว ในชวงความยาวคลน (wave number) โดยท าการวเคราะหในชวงความยาวคลนระหวาง 4,000–400 cm-1

46

รปท 3.6 เครองทดสอบตรวจสอบหมฟงกชนเคม Fourier Transform Infrared Spectrophotometer

3.3.6 ทดสอบเอกซเรยดฟแฟรกโตมเตอร X-ray diffractometer, (XRD) การทดสอบดวยเทคนคเอกซเรยดฟแฟรกชน เปนการทดสอบเพอศกษาวเคราะหเกยวกบ

การเกดผลกของวสดผสมโดยอาศยหลกการลยวเบนและการกระเจงของรงสเอกซ โดยใชผงของเสนใยเพกทไมผานการปรบปรงพนผวและทผานการปรบปรงพนผวมาใสบนแผน สไลดจากนนท าการน าเขาเครอง และท าการก าหนดองศา 10 ถง 40 องศา

รปท 3.7 เครองเอกซเรยดฟแฟรกโตมเตอร X-ray diffractometer, (XRD)

3.3.7 ทดสอบการเปลยนแปลงทางความรอนดวยเทคนคดฟเฟอเรนเชยลสแกนนงแคลอรมเตอร (Differential Scanning Calorimeter; DSC) [25]

การทดสอบดวยเทคนคดฟเฟอรเรนเชยลสแกนนงแคลอรมเตอร ท าการชงน าหนกตวอยางทใชในการทดสอบใหมน าหนกใกลเคยง 5 มลลกรมมากทสดและท าการใสตงอยางลงในทบรรจสาร

47

(Pan) จากนนท าการปด Pan ใหแนนเพอไมใหอากาศเขาไปและท าการทดสอบ โดยอตราการเพมความรอนจะคอยๆเพมทละ 10 องศาเซลเซยสตอนาท เรมตนทอณหภม 30 องศาเซลเซยส ถง 200 องศาเซลเซยส

รปท 3.8 เครองดฟเฟอเรนเชยลสแกนนงแคลอรมเตอร (differential scanning colorimeter; DSC)

การเปลยนแปลงคาพลงงานของวสดเหลานสามารถน ามาค านวณเพอวเคราะหปรมาณการเกดผลกของวสดไดแสแดงดงสมการท (3)

%100%

Hm

HcHmityCrystallin (3.2)

เมอ คอ คาพลงงานทใชในการหลอมเหลววสด (Tm) (J/g) คอ คาพลงงานทใชในการเกดผลกของวสด (Tc) (J/g)

คอ คาพลงงานเรมตนทใชในการหลอมเหลววสดทมปรมาณผลก 100% (J/g) หมายเหต คา Hm และ คา Hc สามารถค านวณไดจากพนทใตกราฟของผลทไดจากเครองทดสอบ

Hm

Hc

Hm

48

ตารางท 3.1 ตารางการด าเนนงาน

การด าเนนงานวจย ระยะเวลา (เดอนเมษายน 58-เดอนเมษายน 60)

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

1.การเตรยมวสด / สารเคม / อปกรณทใชในงานวจยและคนควางานวจยทเกยวของ

2.วางแผนขนตอนการด าเนนงาน

3.เตรยมวสดคอมโพสตดวยเครองผสมสองลกกลง

4.เตรยมชนงานทดสอบดวยเครองผสมสองลกกลงเพอขนรป, ท าการทดสอบวสดคอมโพสตดวยวธตางๆ

5.วเคราะหขอมลและสรปผลการวจย

6.รายงานความกาวหนา

7.เสนอผลงานวชาการ

8. ส ร ป ผ ล แ ล ะ เ ข ย น ร า ย ง า นผลการวจย

Act Plan

บทท 4

ผลการทดลองและการวเคราะห

จากการศกษาจากการทดสอบสมบตทางกลประกอบไปดวย การทดสอบหญาเพกทยงไม

ผานการปรบปรงผวและทผานการปรบปรงผว การทดสอบแรงดง การทดสอบความทนตอแรง

กระแทก การทดสอบความแขง และสนฐานวทยาของวสดเชงประกอบดวยการใชกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด เพอศกษาสมบตเชงกลของวสดเชงประกอบทขนรปไดส าหรบใชเปนวสดเชงประกอบทเปนมตรกบสงแวดลอม ไดผลการทดลองดงน

4.1 การเตรยมและทดสอบเสนใยเพกทผานการปรบปรงพนผวดวยวธอลคาไลน

(ก) (ข)

(ค)

รปท 4.1 ลกษณะกายภาพของเสนใยเพก (ก)ไมผานการปรบปรงผว (ข) ผานการปรบปรงผวดวย วธอลคาไลน (ค) ผานการปรบปรงผวดวยวธอลคาไลน (60x)

50

ขนตอนการเตรยมเสนใยเพกน าหญาเพกทไดมาท าการปนดวยเครองปนอเนกประสงคและจากนนท าการปรบปรงพนผวของเสนใยเพกดวย โดยการแชสารละลายในสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดเพอตองการเอาลกนนทอยในเสนใยเพกออกทความเขมขน 0, 1, 3, 5, 7 %w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8, 24 ชวโมง จากนนท าการลางเสนใยเพกจนมคา pH เปน 7 แลวน าเขาตอบเพอท าการไลความชนออกจากเสนใยทอณหภม 60 ๐C เปนเวลา 24 ชวโมง เมออบเสรจแลวจงน าเสนใยทไดจากการอบไปบดและรอนเพอแยกขนาดและท าการวดขนาดเสนใยเพกโดยใชโปรแกรม ImageJ ขนาดของเสนใยเพกท

ไดป ระมาณ 150 µm ± 26.45 ดง ภาพ 4.1 ( ค ) จ ากน นน า ไปทดสอบดว ย เค รอ ง FT-IR Spectrophotometer เพอตรวจสอบหมฟงกชนเคมแลวท าการเลอกอตราสวนในการปรบปรงผวเสนใยเพกทดทสด

4.1.1 ผลการทดสอบดวยเครองวเคราะหโครงสรางทางเคม

จากผลการทดสอบดวยเทคนด FT-IR Spectrophotometer จะไดสเปกตรมดงภาพ 4.2, 4.3, 4.4และ 4.5เปนเสนใยเพกทไมไดผานการปรบปรงผว จะมลกนนอยทต าแหนงคลน 1630 cm−1 และเมอท าการปรบปรงพนผวของเสนใยเพกดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด ทความเขมขน 7 %w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8, 24 ชวโมง พบวาพคของลกนนความเขมลดลงทกความเขมขน ลดลงเมอเพมเวลา และเมอเปรยบเทยบผลของความเขมขนของโซเดยมไฮดรอกไซดตอปรมาณลกนน พบวามความเขมขน 7% w/w น นสามารถท าลายลกนนลงไปไดมากทสดซงสอดคลองกบงานวจยของ A. BENYAHIA และคณะ[5] ทสามารถก าจดลกนนไดดวยการแชสารละลายในสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด ทความเขมขน 7 %w/w จะพบวาพคของลกนนลดลง จากผลการทดสอบขางตนไดเลอกสภาวะความเขมขนของสารละลายท 7 %w/w เปนเวลา 8 ชวโมงเหตผลเพราะเมอเวลามากขนคาลกนนมการลดลงเรมคงท เพอเปนการประหยดเวลาเราจงเลอกใชสภาวะความเขมขนของสารละลายท 7 %w/w เปนเวลา 8 ชวโมง เปนสภาวะทใชในการเตรยมเสนใยเพกและยนยนผลของการเพมขนของเซลลโลส เสนใยทผานและไมผานการปรบปรงพนผวถกน าไปตรวจดวยเทคนคเอกซเรยดฟแฟรกโตมเตอร(XRD)จากผลการทดลองดวยเทคนดXRD เพอเปนการยนยนผลของคา FT-IR Spectrophotometer ทไมไดท าการปรบปรงผวและทมการปรบปรงผวของเสนใย ท 7 %w/w เปนเวลา 8 ชวโมง จะเหนไดชดวาคาเซลลโลสทพค2 ท24 [3] มพคสงขนเมอเทยบกบเสนใยเพกทไมไดท าการปรบปรงผวโดยเสนใยทไดรบการปรบปรงผวมความเขมขนสงกวาซงสอดคลองกบงานวจยของ A. BENYAHIA [5]

51

รปท 4.2 สเปกตรมของเสนใยเพกทยงไมผานการปรบปรงผวและเสนใยทผานการปรบปรงผวท 1% w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8 และ 24 ชวโมง

รปท 4.3 สเปกตรมของเสนใยเพกทยงไมผานการปรบปรงผวและเสนใยทผานการปรบปรงผวท

3% w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8 และ 24 ชวโมง

52

รปท 4.4 สเปกตรมของเสนใยเพกทยงไมผานการปรบปรงผวและเสนใยทผานการปรบปรงผวท

5% w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8 และ 24 ชวโมง

รปท 4.5 สเปกตรมของเสนใยเพกทยงไมผานการปรบปรงผวและเสนใยทผานการปรบปรงผวท

7% w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8 และ 24 ชวโมง

53

รปท 4.6 XRD สเปกตรมของเสนใยเพกเสนใยเพกทไมปรบปรงพนผวกบการปรบปรงพนผวท

7 %w/w เวลา 8 ชวโมง

4.2 ลกษณะทางกายภาพของวสดเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพก เพอศกษาความเปนไปไดในการน าหญาเพกมาเพมมลคาและสรางวสดเชงประกอบ

เสรมแรงดวยเสนใยเพก ส าหรบใชเปนวสดทเปนมตรกบสงแวดลอม พอลเอธลนชนดความหนาแนนสง (HDPE) พอลเอทลนความหนาแนนต า (LLDPE) พอลโพรพลน (PP) และพอลแลคตคแอซด(PLA) ถกน ามาผสมกบเสนใยเพกทผานการปรงปรงผวแลวในสดสวน 0, 10, 20, 30 และ50 %w/w และท าการขนรปดวยเครอง Compression molding ไดชนงานทมลกษณะแขง เหนยว สเปลยนแปลงตามปรมาณ เสนใยเพกทใสลงไป ดงแสดงในตารางท 4.1, 4.2, 4.3 และ4.4 ส าหรบวสดเชงประกอบพอลเอธลนชนดความหนาแนนสงเสรมแรงดวยเสนใยเพก (HDPE/VP) วสดเชงประกอบพอลเอทลนความหนาแนนต าสงเสรมแรงดวยเสนใยเพก (LLDPE/VP) วสดเชงประกอบพอลโพรพลนเสรมแรงดวยเสนใยเพก (PP/VP) และวสดเชงประกอบพอลแลคตคแอซดเสรมแรงดวยเสนใยเพก (PLA/VP) ตามล าดบ

54

ตารางท 4.1วสดเชงประกอบพอลเอธลนชนดความหนาแนนสงเสรมแรงดวยเสนใยเพก

ตวอยาง ลกษณะของชนงาน หมายเหต

HDPE

มสขาวขน แขง และ เหนยว

HDPE/VP 10%

มสน าตาลเขม แขง

HDPE/VP 20 %

มสน าตาลเขม แขง

HDPE/VP 30%

มสน าตาลจนเกอบด าเขม แขง

HDPE/VP 50%

มสน าตาลจนเกอบด าเขม แขง

55

ตารางท 4.2 วสดเชงประกอบพอลเอทลนความหนาแนนต าเชงเสนเสรมแรงดวยเสนใยเพก

ตวอยาง ลกษณะของชนงาน หมายเหต

LLDPE

มสขน และ เหนยว

LLDPE/VP 10%

มสน าตาล แขง

LLDPE/VP 20%

มสน าตาลเขม แขง

LLDPE/VP 30%

สน าตาลเขมจนเกอบด า แขง

LLDPE/VP 50%

สน าตาลเขมจนเกอบด า แขง

56

ตารางท 4.3 วสดเชงประกอบระหวางพอลโพรพลนเสรมแรงดวยเสนใยเพก

ตวอยาง ลกษณะของชนงาน หมายเหต

PP

มสใส แขง

PP/VP 10%

แขงสน าตาลเขม

PP/VP 20%

แขงสน าตาลเขม

PP/VP 30%

แขงสน าตาลเขมจนเกอบด า

PP/VP 50%

แขงสน าตาลเขมจนเกอบด า

57

ตารางท 4.4 วสดเชงประกอบระหวางพอลแลคตคแอซด เสรมแรงดวยเสนใยเพก

ตวอยาง ลกษณะของชนงาน หมายเหต

PLA

มสใส แขง

PLA/VP 10%

แขงสน าตาลเขม

PLA/VP 20%

แขงสน าตาลเขม

PLA/VP 30%

แขงสน าตาลเขมจนเกอบด า

PLA/VP 50%

แขงสน าตาลเขมจนเกอบด า

58

4.3 ลกษณะทางสณฐานวทยาของวสดเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพกทขนรปได การศกษาลกษณะทางสณฐานวทยาของวสดเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพกทท าการ

ขนรปไดดวย SEM พบวาพนผวทท าการเตมเสนใยเพกทกระจายตวอยในเนอเมทรกซ ท าการศกษาทางสณฐานวทยาในครงนใชกาลงขยายเพยง 250 เทา เพอดการกระจายตวของเสนใยเพกในเนอเมทรกซซงเสนใยเพกเขากนไดดกบเนอเมทรกซดไดจากรปท 4.7, 4.8, 4.9 และ 4.10

(ก) (ข)

(ค) (ง)

(จ)

รปท 4.7 สณฐานวทยาจาก SEM ของ HDPE/VP (ก)HDPE (ข) HDPE/VP 10% (ค) HDPE/VP 20% (ง) HDPE/VP 30% (จ) HDPE/VP 50%

59

(ก) (ข)

(ค) (ง)

(จ)

รปท 4.8 สณฐานวทยาจาก SEM ของ LLDPE/VP (ก) LLDPE (ข) LLDPE/VP 10% (ค) LLDPE/VP 20% (ง) LLDPE/VP 30% (จ) LLDPE/VP 50%

60

(ก) (ข)

(ค) (ง)

(จ)

รปท 4.9 สณฐานวทยาจาก SEM ของ PP/VP (ก) PP (ข) PP/VP 10% (ค) PP/VP 20% (ง) PP/VP 30% (จ) PP/VP 50%

61

(ก) (ข)

(ค) (ง)

(จ)

รปท 4.10 สณฐานวทยาจาก SEM ของ PLA/VP (ก) PLA (ข) PLA/VP 10% (ค) PLA/VP 20% (ง) PLA/VP 30% (จ) PLA/VP 50%

62

4.4 สมบตเชงกลของวสดเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพก 4.4.1 ผลการทดสอบการทนตอแรงดง

4.4.1.1 วสดเชงประกอบพอลเอลลนชนดความหนาแนนสงเสรมแรงเสนใยเพก (HDPE/VP)

จากการปรบปรงพนผวของเสนใยเพกดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดท ผล จากการทดสอบการทนตอแรงดง จากอตราสวนผสมทท าการศกษาของ HDPE/VP 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, และ 50:50 %w/w ผลจากการศกษาผลของความทนตอแรงดง ทอตราสวน 50:50 %w/w มความทนตอแรงดงมากทสด 21.12 MPa และมคายงมอดลส 1511.17 MPa สงทสดดวยเชนกน แตคาเปอรเซนตการยดตว ณ จดขาดมคาอยท 3.39

ตารางท 4.5 ผลการทดสอบแรงดง HDPE/VP

HDPE/VP Tensile Strength

(MPa) Young's Modulus

(MPa)

% Elongation at

break

100:0 14.30±0.6 522.66±12.8 13.15±0.2

90:10 18.51±0.4 353.43±46.6 13.40±0.7

80:20 20.17±0.4 1037.47±70.2 6.88±1.1

70:30 14.85±0.1 1065.13±94.4 5.92±0.5

50:50 21.12±1.5 1511.17±85.3 3.94±0.7

4.4.1.2 วสดเชงประกอบพอลเอทลนความหนาแนนต าเชงเสนเสรมแรงเสนใย

เพก(LLDPE/VP) จากการปรบปรงพนผวของเสนใยเพกดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดท ผล

จากการทดสอบการทนตอแรงดง จากอตราสวนผสมทท าการศกษาของ LLDPE/VP 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, และ 50:50 %w/w ผลจากการศกษาผลของความทนตอแรงดง ทอตราสวน90:10, 80:20, 70:30, และ 50:50 %w/w ใกลเคยงกน แตท 50:50 %w/w และมคายงมอดลส 1438.25MPa สงทสด แตคาเปอรเซนตการยดตว ณ จดขาดมคาอยท 2.68

63

ตารางท 4.6 ผลการทดสอบแรงดง LLDPE/VP

LLDPE/VP Tensile Strength

(MPa) Young's Modulus

(MPa)

% Elongation at

break

100:0 22.45±0.5 1106.36±42.1 85.35±5.2

90:10 14.57±0.3 693.12±30.4 15.50±2.3

80:20 14.64±0.3 952.41±32.3 5.54±0.3

70:30 13.14±0.4 996.68±35.8 5.58±0.6

50:50 12.48±0.7 1480.35±59.8 2.68±0.3

4.4.1.3 วสดเชงประกอบพอลโพพลนเสรมแรงเสนใยเพก (PP/VP) จากการปรบปรงพนผวของเสนใยเพกดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดท ผล

จากการทดสอบการทนตอแรงดง จากอตราสวนผสมทท าการศกษาของ PP/VP 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, และ 50:50 %w/w ผลจากการศกษาผลของความทนตอแรงดง มความทนตอแรงคอยๆลดลงตามการเตมเสนใยเพกแตท 70:30%w/w มคายงมอดลส 1438.25 MPa สงทสด แตคาเปอรเซนตการยดตว ณ จดขาดมคาอยท 4.03

ตารางท 4.7 ผลการทดสอบแรงดง PP/VP

PP/VP Tensile Strength

(MPa) Young's Modulus

(MPa)

% Elongation at

break

100:0 32.37±2.7 1425.86±109.8 12.75±1.9

90:10 31.64±1.1 1626.32±63.7 7.87±0.6

80:20 24.11±0.5 1723.81±23.9 4.48±0.4

70:30 23.52±0.5 1772.07±80.7 4.03±0.4

50:50 9.82±0.5 1534.40±59.1 2.09±0.5

64

4.4.1.4 วสดเชงประกอบพอลแลคตกแอซด เสรมแรงเสนใยเพก (PLA/VP) จากการปรบปรงพนผวของเสนใยเพกดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดท ผล

จากการทดสอบการทนตอแรงดง จากอตราสวนผสมทท าการศกษาของ PLA/VP 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, และ 50:50 %w/w ผลจากการศกษาผลของความทนตอแรงดง ทอตราสวน 70:30%w/w มความทนตอแรงดงท 37.11 MPa และมคายงมอดลส 3431.68MPa สงเกอบเทาอตราสวน 50:50 %w/w แตคาเปอรเซนตการยดตว ณ จดขาดมคาอยท 2.19

ตารางท 4.8 ผลการทดสอบแรงดง PLA/VP

PLA/VP Tensile Strength

(MPa) Young's Modulus

(MPa)

% Elongation at

break

100:0 57.33±0.6 2158.85±114.4 4.21±0.4

90:10 45.57±1.4 2834.43±88.5 2.79±0.3

80:20 41.47±2.1 2844.62±88.3 2.55±0.1

70:30 37.11±0.9 3166.41±59.8 2.19±0.1

50:50 39.01±1.8 3431.68±69.8 2.12±0.4

จากการปรบปรงพนผวของเสนใยเพกดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดท ผลจากการทดสอบการทนตอแรงดงของ HDPE, LLDPE, PP, และ PLA เมอน ามาท าเปรยบเทยบกบทท าการผ ส ม ก บ HDPE/VP 20, HDPE/VP 30, HDPE/VP 50 %w/w, LLDPE/VP 20, LLDPE/VP 30, LLDPE/VP 50, %w/w, PP/VP 20, PP/VP 30, PP/VP 50 %w/w และPLA/VP 20, PLA/VP 30, PLA/VP

50 %w/w) พบวาคาการทนตอแรงดงของเมอท าการเตมเสนใยเพกลงในเนอเมทรกซ พบวาคาการทนตอแรงดงลดลงเมอท าการเตมเสนใยลงไปมากขนซงจากงานวจยของ Tingju Lu [13] เมอเตมเสนใยไผในปรมาณทมากขนเนอเมทรกซไมตอเนองจงท าใหคาการทนตอแรงดงตกลง ในงานวจยนคาการทนตอแรงดงลดลงทกตวยกเวน HDPE ทมคาการทนตอแรงดงแทบจะไมมการเปลยนแปลงเพราะความเหนยวของเนอเมทรกซทมากกวาพลาสตกชนดอนจงท าใหการเตมเสนใยเพกลงไปนนไมมผลกบคาการทนตอแรงดงจงท าใหเสนใยทเตมสงไปจงเปนตวเสรมแรงใหกบ HDPE [26] ซงสามารถดไดจากรปท 4.11

65

HD

PE HD

PE/V

P 20 H

DPE

/VP

30 HD

PE/V

P 50

PPPP

/VP

20PP

/VP

30PP

/VP

50L

LD

PEL

LD

PE/V

P 20

LL

DPE

/VP

30L

LD

PE/V

P 50

PLA PL

A/V

P 20 PL

A/V

P 30 PL

A/V

P 50

Tensile Strength (MPa)

0

10

20

30

40

50

60

70

HDPE

PP

LLDP

E

PLA

รปท

4.11 เปร

ยบเทยบ

ระหว

างค าการท

นตอแ

รงดง กบ

(HDP

E, HD

PE/V

P 20,

HDPE

/VP 3

0, HD

PE/V

P 50 %

w/w)

, (PP,

PP/V

P 20,

PP/V

P

30,PP

/VP 5

0 %w/

w) ,

(LLD

PE, L

LDPE

/VP 2

0, LL

DPE/

VP 30

, LLD

PE/V

P 50,

%w/w

) และ

(PLA

, PLA

/VP 2

0, PL

A/VP

30,

PLA/

VP 50

%w/

w)

66

4.4.2 ผลการทดสอบการทนแรงกระแทก

4.4.2.1 ความทนแรงกระแทกของวสดเชงประกอบพอลเอลลนชนดความ หนาแนนสงเสรมแรงเสนใยเพก (HDPE/VP)

ผลของความทนแรงกระแทกของ HDPE/VP กรณไมเตมสารเสนใยเพกแตมคา สงกวาเกนครง ซงคาทลดลงสงผลท าใหมคาทนแรงกระแทกลดลง โดยทอตราสวน 90:10, 80:20, 70:30 มคาไมแตงตางกนมากซงแสดงใหเหนวาความแขงแรงกระแทกจะเพมสงขนเมอปรมาณอตราสวนของเนอพอลเมอรมากขน โดยพบวาความแขงแรงกระแทกมคาลดลงเมอเพมปรมาณเสนใย เนองจากเสนใยหรอสารตวเตมมความแขงหรอคายงมอดลสสงกวาวสดเนอหลกเพราะเมอใสเสนใยเพกเขาไปจะท าใหเกดความไมตอเนองของเนอเมทรกซจงท าใหคาทนแรงกระแทกลดลงซงสอดคลองกบงายวจย Na Lu [24]

ตารางท 4.9 ผลการทดสอบการทนแรงกระแทก HDPE/VP

HDPE/VP Impact strength (J/m)

100:0 24.83±0.5 90:10 22.03±1.1 80:20 21.58±1.4

70:30 18.0±1.0

50:50 9.51±0.3

4.4.2.1 ความทนแรงกระแทกของวสดเชงประกอบพอลเอลลนชนดความ

หนาแนนต าเชงเสนเสรมแรงเสนใยเพก (LLDPE/VP) ผลของความทนแรงกระแทกของ LLDPE/VP กรณไมเตมสารเสนใยเพกคานอย

กวาเกนครง ซงคาทลดลงสงผลท าใหมคาทนแรงกระแทกเพมขน ทอตราสวน 90:10, 80:20แสดงใหเหนวาความแขงแรงกระแทกจะเพมสงขนเมอปรมาณอตราสวนของเนอพอลเมอรนอยลง ซงคาทมการเตมเสนใยเพกลงไปมคาทเพมขนมาก ซงเมอเตมเสนใยลงไปแลวอาจท าใหคาทนแรงกระแทกมคาเพมขน แตเมอถงอตราสวนท 70:30, 50:50 มคาความแขงแรงกระแทกมคาลดลงเมอเพมปรมาณเสนใยเพก เพราะเมอใสเสนใยเพกเขาไปจะท าใหเกดการกระจายตวไดไมดและท าใหเนอเมทรกซมความไมตอเนองจงท าใหคาทนแรงกระแทกลดลงซงสอดคลองกบงายวจย Na Lu a [24]

67

ตารางท 4.10 ผลการทดสอบการทนแรงกระแทก LLDPE/VP

LLDPE/VP Impact strength (J/m)

100:0 4.33±0.3 90:10 12.73±0.6 80:20 10.58±0.5

70:30 7.73±0.7

50:50 6.83±0.2

4.4.2.3 ความทนแรงกระแทกของวสดเชงประกอบพอลโพพลนเสรมแรงเสนใย

เพก (PP/VP)

ผลของความทนแรงกระแทกของ PP/VP กรณไมเตมสารเสนใยเพก โดยท อตราสวน 90:10, 80:20, 70:30 แสดงใหเหนวาความแขงแรงกระแทกจะเพมสงขนเมอปรมาณอตราสวนของเนอพอลเมอรนอยลง ซงคาทมการเตมเสนใยเพกลงไปมคาทเพมขนมาก ซงเมอเตมเสนใยลงไปจะท าใหเกดการกระจายตวไดไมดและท าใหเนอเมทรกซมความไมตอเนองจงท าใหคาทนแรงกระแทกลดลงซงสอดคลองกบงายวจย Na Lu [24]

ตารางท 4.11 ผลการทดสอบการทนแรงกระแทก PP/VP

PP/VP Impact strength (J/m)

100:0 4.49±0.3 90:10 4.95±0.3 80:20 4.71±0.1

70:30 4.91±0.3

50:50 5.01±0.4

68

4.4.2.4 ความทนแรงกระแทกของวสดเชงประกอบพอลแลคตกแอซดเสรมแรง เสนใยเพก (PLA/VP)

ผลของความทนแรงกระแทกของ PLA/VP กรณไมเตมสารเสนใยเพกแตมคา นอยกวา โดยทอตราสวน 90:10, 80:20, 70:30 ซงคาทมการเตมเสนใยเพกลงไปแตคาทเพมขนมคาตางกนมาก ซงเมอเตมเสนใยลงไปแลวคาการทนตอแรงกระแทกแทบไมตางจากตวทไมมการเตมเสนใยเพก

ตารางท 4.12 ผลการทดสอบการทนแรงกระแทก PLA/VP

PLA/VP Impact strength (J/m)

100:0 4.42±0.5 90:10 4.8±0.5 80:20 5.39±0.5

70:30 6.13±0.3

50:50 6.46±0.2

ผลของการเปรยบเทยบความทนแรงกระแทกของ HDPE, LLDPE, PP, และ PLA กรณไม

เตมสารเสนใยเพกกบทท าการเตมเสนใยเพก เมอน ามาท าเปรยบเทยบกบทท าการผสมกบ HDPE/VP 20, HDPE/VP 30, HDPE/VP 50 %w/w, LLDPE/VP 20, LLDPE/VP 30, LLDPE/VP 50, %w/w, PP/VP 20, PP/VP 30, PP/VP 50 %w/w และ PLA/VP 20, PLA/VP 30, PLA/VP 50 %w/w คาความทนแรงกระแทกเมอท าการเตมเสนใยเพกมากขนคาความทนแรงกระแทกลดลงเนองจากการกระจายตวไมดของเสนใยเพกในเนอเมทรกซคาการทนตอแรงกระแทกจงตกลงหรอมคาทคอนขางไมแตกตางกนมากดงรปท 4.12

69

HD

PE

HD

PE

/VP 2

0

HD

PE

/VP 3

0

HD

PE

/VP 5

0

LL

DPE

LL

DPE

/VP 2

0

LL

DPE

/VP 3

0

LL

DPE

/VP 5

0PP P

P/V

P 2

0 PP/V

P 3

0 PP/V

P 5

0PL

A

PL

A/V

P 2

0

PL

A/V

P 3

0

PL

A/V

P 5

0

Impact Strength

05

10

15

20

25

30

35

40

HDPE

PP

PLA

รปท

4.12 เปร

ยบเทยบ

ระหว

างคาการท

นแรงกระแทก

กบ (H

DPE,

HDPE

/VP 2

0, HD

PE/V

P 30,

HDPE

/VP 5

0 %w/

w), (P

P, PP

/VP 2

0, PP

/VP

30,PP

/VP 5

0 %w/

w), (L

LDPE

, LLD

PE/V

P 20,

LLDP

E/VP

30, L

LDPE

/VP 5

0, %w

/w) แ

ละ (P

LA, P

LA/V

P 20,

PLA/

VP 30

, PL

A/VP

50 %

w/w)

70

Amount of Vietnamosasa Pusilla %w/w

4.4.3 ผลการทดสอบความแขง ผลทไดจากการทดสอบความแขงแรง พบวาเมอมการเตมเสนใยเพกลงไป ความแขงผวจะ

เพมสงขน เนองจากปรมาณเสนใยทเพมมากขนเปนสวนทท าใหวสดเชงประกอบมคาความแขงผวทสง แตการเตมสารประสานไมมผลตอความแขงผวมากนก เนองจากการทดสอบความแขงผวเปนการทดสอบบรเวณพนผวของชนงานเทานน ซงแตกตางจากสมบตทางกลอน ๆ

4.4.3.1 ความแขงของวสดเชงประกอบพอลเอลลนชนดความหนาแนนสง เสรมแรงเสนใยเพก (HDPE/VP)

ผลจากการทดสอบความแขงของ HDPE/VP คาความแขงทผวพบวาคาความ แขงทผวของแผนอดทเตมเสนใยเพกลงไป ในอตราสวนทมากขนพบวาคาความแขงท 50% มคาสงกวาทอตราสวนอนๆ มคาความแขงทผวของแผนอด สอดคลองกบงานวจยของ A.Benyahia [5]

รปท 4.13 HDPE/VPกราฟระหวาง Hardness และการเตมปรมาณเสนใยเพก

4.4.3.2 ความแขงของวสดเชงประกอบพอลเอลลนชนดความหนาแนนต าเชง เสนเสรมแรงเสนใยเพก (LLDPE/VP)

ผลจากการทดสอบความแขงของ LLDPE/VP คาความแขงทผวพบวาคาความ แขงทผวของแผนอดทเตมเสนใยเพกลงไป ในอตราสวนทมากขนพบวาคาความแขงท 50% มคาสงกวาทอตราสวนอนๆ มคาความแขงทผวของแผนอด สอดคลองกบงานวจยของ A.Benyahia [5]

Volume Vietnamosasa Pusilla %w/w

0 10 20 30 40 50 60

Ha

rdn

ess

sho

re D

0

20

40

60

80

71

Amount of Vietnamosasa Pusilla %w/w

Amount of Vietnamosasa Pusilla %w/w

รปท 4.14 LLDPE/VP กราฟระหวาง Hardness และการเตมปรมาณเสนใยเพก

4.4.3.3 ความแขงของวสดเชงประกอบพอลโพพลนเสรมแรงเสนใยเพก (PP/VP)

ผลจากการทดสอบความแขงของ PP/VP คาความแขงทผวพบวาคาความแขงท ผวของแผนอดทเตมเสนใยเพกลงไป ในอตราสวนทมากขนพบวาคาความแขงขนจนถง 20% หลงจากนนเมอเตมเสนใยเพกลงไปเพมขนคาความแขงเรมมการลดลงตาไมแตกตางจากตวทไมไดมการเตมแคเพยงไมมาก

รปท 4.15 PP/VP กราฟระหวาง Hardness และการเตมปรมาณเสนใยเพก

Volume Vietnamosasa Pusilla %w/w

0 10 20 30 40 50 60

Ha

rdn

ess

sho

re D

0

20

40

60

80

100

72

Amount of Vietnamosasa Pusilla %w/w

4.4.2.4 ความแขงของวสดเชงประกอบพอลแลคตกแอซดเสรมแรงเสนใยเพก (PLA/VP)

ผลจากการทดสอบความแขงของ PLA/VP คาความแขงทผวพบวาคาความแขงท ผวของแผนอดทเตมเสนใยเพกลงไป ในอตราสวนทมากขนพบวาคาความแขงท 50% มคาสงกวาทอตราสวนอนๆ มคาความแขงทผวของแผนอด สอดคลองกบงานวจยของ A.Benyahia [5]

รปท 4.16 PLA/VP กราฟระหวาง Hardness และการเตมปรมาณเสนใยเพก

ผลของการเปรยบเทยบการทดสอบความแขงของ HDPE, PP, LLDPE และ PLA เปรยบเทยบกบตวทมการเตมเสนใยเพกทปรมาณ HDPE/VP 20, HDPE/VP 30, HDPE/VP 50 %w/w, LLDPE/VP 20, LLDPE/VP 30, LLDPE/VP 50, %w/w, PP/VP 20, PP/VP 30, PP/VP 50 %w/w) และ PLA/VP 20, PLA/VP 30, PLA/VP 50 %w/w ผลทไดคอเมอเตมเสนใยเพกลงไปในเนอเมทรกซซงเสนใยเพกเปนสารเสรมแรงในเนอเมทรกซเมอท าการเตมเสนใยมากขนจงท าใหแผนอดมความแขงเพมสงขนซงจะเหนไดดงรปท 4.17

Volume Vietnamosasa Pusilla %w/w

0 10 20 30 40 50 60

Ha

rdn

ess

sho

re D

0

20

40

60

80

100

73

HD

PE HD

PE/V

P 20 H

DPE

/VP

30 HD

PE/V

P 50

PPPP

/VP

20PP

/VP

30PP

/VP

50L

LD

PEL

LD

PE/V

P 20

LL

DPE

/VP

30

LL

DPE

/VP

50

PLA PL

A/V

P 20 PL

A/V

P 30 PL

A/V

P 50

Hardness shore D

0

20

40

60

80

100

HDPE

PP

LLDP

E

PLA

รปท

4.17 เปร

ยบเทยบ

ระหว

างการท

ดสอบ

ความแข

งของ กบ

(HDP

E, HD

PE/V

P 20,

HDPE

/VP 3

0, HD

PE/V

P 50 %

w/w)

, (PP,

PP/V

P 20,

PP/V

P

30, P

P/VP 5

0 %w/

w) , (

LLDP

E, LL

DPE/

VP 20

, LLD

PE/V

P 30,

LLDP

E/VP

50, %

w/w)

และ (

PLA, PL

A/VP

20, P

LA/V

P 30,

PL

A/VP

50%w

/w)

74

4.4.4 ผลการทดสอบทางความรอน 4.4.4.1 วสดเชงประกอบพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงเสรมแรงดวย

เสนใยเพก พบวาอณหภมการหลอมเหลวของพอลเอลลนชนดความหนาแนนสง มคา

อณหภมการหลอมเหลว Tm คอ 132.2 ๐C และจากการทดสอบเมอท าการเตมเสนใยเพกลงไปแลว พบวาอณหภมหลอมเหลวของพอลเมอรมการเปลยนแปลงเมอมการเตมเสนใยเพกผสม HDPE ดง

แสดงในตารางท 4.13 และรปท 4.18

ตารางท 4.13 สมบตทางความรอนของพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงเสรมแรงเสนใยเพก

HDPE/VP

DSC Results

Melt Temperature (°C)

∆Hm (J/g)

Crystallization (%)

100:0 132.2 146.2 49.89 70:30 132.5 106.8 25.51 50:50 133.2 84.14 14.35

รปท 4.18 สมบตทางความรอนของพอลเอลลนชนดความหนาแนนสงเสรมแรงเสนใยเพก

75

4.4.4.2 วสดเชงประกอบพอลเอทลนชนดความหนาแนนต าเชงเสนเสรมแรง ดวยเสนใยเพก

พบวาอณหภมการหลอมเหลวของชนดความหนาแนนต าเชงเสน มคาอณหภม การหลอมเหลว Tm คอ 127.8 ๐C และจากการทดสอบเมอท าการเตมเสนใยเพกลงไปแลว พบวาอณหภมหลอมเหลวของพอลเมอรมการเปลยนแปลงไปในทศทางเดยวกบ HDPE คอเมอมการเตมเสนใยเพกผสม LLDPE แลว คาอณหภมการหลอมเหลวเพมขน ดงแสดงในตารางท 4.14 และ รปท 4.19

ตารางท 4.14 สมบตทางความรอนของพอลเอลลนชนดความหนาแนนต าเชงเสนเสรมแรงเสนใยเพก

LLDPE/VP

DSC Results

Melt Temperature (°C)

∆Hm (J/g)

Crystallization (%)

100:0 127.80 104.40 35.63 70:30 128.70 101.10 24.15 50:50 129.70 71.38 17.05

รปท 4.19 สมบตทางความรอนของพอลเอลลนชนดความหนาแนนต าเชงเสนเสรมแรงเสนใยเพก

76

4.4.4.3 วสดเชงประกอบพอลโพพลนเสรมแรงดวยเสนใยเพก พบวาอณหภมการหลอมเหลวของพอลโพพลน มคาอณหภมการหลอมเหลว

Tm = 129.3 ๐C และจากการทดสอบเมอท าการเตมเสนใยเพกลงไปแลว พบวาอณหภมหลอมเหลวของพอลเมอรมการเปลยนแปลงเมอมการเตมเสนใยเพกผสม PP ดงแสดงในตารางท 4.15 และรปท 4.20

ตารางท 4.15 สมบตทางความรอนของพอลโพพลนเสรมแรงเสนใยเพก

PP/VP

DSC Results

Melt Temperature (°C)

∆Hm (J/g)

Crystallization (%)

100:0 129.30 1190 57.48 70:30 129.61 64.00 21.64 50:50 129.60 64.90 15.67

รปท 4.20 สมบตทางความรอนของพอลโพพลนเสรมแรงเสนใยเพก

77

4.2.4.4 วสดเชงประกอบพอลแลคตกแอซดเสรมแรงดวยเสนใยเพก พบวาอณหภมการหลอมเหลวของพอลแลคตกแอซดเสรมแรง มคาอณหภมการ

หลอมเหลว Tm = 154.7 ๐C และจากการทดสอบเมอท าการเตมเสนใยเพกลงไปแลว พบวาอณหภมหลอมเหลวของพอลเมอรมการเปลยนแปลงเมอมการเตมเสนใยเพกผสม PLA ดงแสดงในตารางท 4.16 และรปท 4.21 จากรปท 4.21 พบวาการเกดผลกระหวาง PLA/VP ลดลงเมอเพมปรมาณเสนใยหญาเพกมากขนการเกดผลกลดลงเนองจากสดสวนโดยน าหนกของเสนใยหญาเพกตอ PLA สงจงพบ

การเกดผลกทบรเวณผวของเสนใย ผลกทเกดในเกดขนไดยาก เนองจากเสนใยหญาเพกอยชดกน จงท าใหไมมพนทในการเกดผลก ซงพฤตกรรมนสามารถน าไปเอาอธบายการลดลงของเปอรเซนตความเปนผลกของวสดเชงประกอบ HDPE, LLDPE และ PP ดวย [27]

ตารางท 4.16 สมบตทางความรอนของพอลแลคตกแอซดเสรมแรงเสนใยเพก

PLA/VP

DSC Results

Melt Temperature (°C)

∆Hm (J/g)

Crystallization (%)

100:0 154.70 31.04 33.16 90:10 156.70 22.44 21.57 80:20 153.90 25.2 21.53 70:30 150.40 14.12 10.56 50:50 152.20 14.39 7.68

78

รปท 4.21 สมบตทางความรอนของพอลแลคตกแอซดเสรมแรงเสนใยเพก

บทท 5 สรปและขอเสนอแนะ

จากการศกษาการพฒนาพอลเมอรเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพกการด าเนนการจดท างานวจยไดส าเรจลลวงโดยผลการด าเนนการวจยนนท าใหไดขอสรปดงน

5.1 สรป จากการศกษาการพฒนาพอลเมอรเชงประกอบเสรมแรงดวยเสนใยเพกโดยการน ามาพฒนา

เปนแผนอดเชงประกอบกบพอลเอทลนชนดความหนาแนนสง (HDPE) พอลเอทลนความหนาแนนต า (LLDPE) พอลโพรพ ลน (PP)และพอลแลคตคแอซด (PLA) ผสมกบเสนใยเพก เพอเพมประสทธภาพในการผสมกนของเสนใยเพก เสนใยเพกถกน ามาปรบปรงพนผวดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทมความเขมขน 0, 1, 3, 5 และ 7%w/w ทเวลา 2, 4, 6, 8 และ 24 ชวโมง โดยปรบปรงพนผวแลวลกนนจะมปรมาณลดลงเมอเพมความเขมขน และเวลา ยนยนผลดวยเทคนค FT-IR spectroscopy และ XRD ในการปรบปรงพนผวดวยโซเดยมไฮดรอกไซด ความเขมขน 7 %w/w เปนเวลา 8 ชวโมง ทมเปนจะมลกนนอยทต าแหนงคลน 1630 cm-1 และเมอท าการปรบปรงพนผวของเสนใยเพกดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด ทความเขมขน 7 %w/w ทเวลา 8ชวโมง พบวาพคของลกนนมคาลดลงมากเมอเทยบกบเสนใยเพกทไมไดท าการปรบปรงพนผว เมอน าเสนใยเพกทดสดน ามาผสมกบ HDPE, LLDPE, PPและ PLA น ามาผสมกบพลาสตกทปรมาณ 0, 10 , 20, 30 และ 50 %w/w เมอท าการผสมแลวคาการทนตอแรงดงมคาลดลงเกนครงในทกอตราสวนและคาเปอรเซนตการยดตว ณ จดขาด ลดลงทกอตราสวนเชนกนเนองจากสมบตการเขากนระหวางเสนใยเพกกบเนอเมทรกซเมอเตมเสนใยลงไปในปรมาณทมมากขนจงท าใหเสนใยเพกและเนอเมทรกซเขากนไดไมด ในสวนของคายงโมดลสมแนวโนมมคาเพมขนเมอท าการเตมเสนใยเพกมากขน ในสวนของคาการทนตอแรงกระแทกมแนวโนมคาทไดลดลง เนองจากการเมอเตมเสนใยเพกลงไปในปรมาณทสงขนท าใหการกระจายตวท าไดไมด สมบตการทนตอแรงดงทนตอแรงกระแทกไดดกวาพลาสตกทไมไดท าการเตมเสนใยเพก PP/VP, LLDPE/VP และ PLA/VP คาความแขงของวสดเชงประกอบทไดท าการผสมเสนใยเพกในสวนตางๆ มคาแนวโนมสงขนในทกวสดเชงประกอบ

ในงานวจยนเราตองการใหผทออกแบบผลตภณฑสามารถเลอกคาของสมบตเชงกลในวสดทเราไดท าการเปรยบเทยบคาการทนตอแรงดง คาการทนตอแรงกระแทก หรอคาความแขงของวสด ดงนนจากวทยานพนธนไดความสมพนธระหวางสมบตเชงกล และราคาของวสดเชงประกอบเพอเปน

80

วสดทางเลอกส าหรบน าไปใชเปนวสดเชงประกอบทเปนมตรกบสงแวดลอมทเหมาะสมกบผลตภณฑได

5.2 ขอเสนอแนะ

1. ในการท าการผสมพอลเมอรกบเสนใยเพก มการผสมแบบเปดท าใหคอนขางผสมล าบากและดวยอณหภมทสงของลกกลงท าใหอาจเกดอนตรายถาหากสมผสโดนทลกกลงจงเสนอใหใชเครองผสมเครองอดรดแบบสกรคในการผสมแทนเครองผสมแบบลกกลง

2. ขนตอนในการบดเสนใยและการเตมเสนใยลงในเครองผสมเราควรทจะตองการใชผาปดจมกเพอปองกนการระคายเคองระบบทางเดนหายใจ และควรระวงผงเสนใยอาจจะท าใหผวเราระคายเคองดวย ทางทดควรสวมปลอกแขนเพอนปองกนดวย หรอใชวธอนในการปรบปรงพนผวทไมใชสารเคมและไดผลทดใกลเคยงกน เชน วธทางกลในการปรบปรงพนผว หรอใชสารเคมทมความรนแรงนอยกวาโซเดยมไฮดรอกไซด

81

บรรณานกรม

[1] ไผเพก, (ออนไลน) สบคนจาก http://www.ifarm.in.th/index.php?option=com_Mtree& task=viewlink&link_id=115&Itemid=162. (วนท 8 มกราคม 2558)

[2] พอลเอทลนชนดความหนาแนนสง, (ออนไลน) สบคนจาก http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/1909/high-density-polyethylene-hdpe-พอลเอทลนความหนาแนนสง (วนท 8 มกราคม 2558)

[3] พอลเอทลนชนดความหนาแนนต าเชงเสน, (ออนไลน) สบคนจาก http://ultragroup-thailand.com/files/knowledge/LLDPE%20&%20LDPE %20&%20HDPE%20Training.pdf (วนท 8 มกราคม 2558

[4] พอลโพรพลน, (ออนไลน) สบคนจาก http://arceehechan-freedom.blogspot.com/2012/10/ polypropylene.html (วนท 8 มกราคม 2558)

[5] A. BENYAHIAa, A. MERROUCHEa, M. ROKBIb,c, Z. KOUADRIa, “Study the effect of alkali treatment of natural fibers on the mechanical behavior of the composite unsaturated Polyester-fiber Alfa”, 21ème CongrèsFrançais de MécaniqueBordeaux, 26 au 30 août 2013

[6] พอลแลคตคแอซด, (ออนไลน) สบคนจาก https://enchemcom1po.wordpress.com/bioplasticsไบโอพลาสตก/พลาสตก-pla-polylactic-acid/ (วนท 8 มกราคม 2558)

[7] เส น ใยธรรมชาต , (ออนไลน ) ส บคน จาก http://epg.science.cmu.ac.th/induschem/article-download.php?id=448 (วนท 12 มนาคม 2558)

[8] วสดเชงประกอบ, (ออนไลน) สบคนจาก https://sites.google.com/site/3tidesign/7 (วนท12 มนาคม 2558)

[9] วสดเชงประกอบ, (ออนไลน) สบคนจาก http://ir.rmuti.ac.th/xmlui/bitstream/ handle/123456789/384/Chapter%202.pdf?sequence=4 (วนท 12 มนาคม 2558)

[10] รามค าแหง, มหาวทยาลย. (2549). พอลเมอรเบองตน 2. กรงเทพ : ส านกพมพมหาวทยาลยรามค าแหง

[11] T.Balarami Reddy Int. Journal of Engineering Research and Applications, ISSN : 2248-9622, Vol. 3, Issue 6, Nov-Dec 2013, pp.1262-1270

82

บรรณานกรม (ตอ)

[12] Vijay kumar SinghAntibacterial Activity of Leaves of BAMBOO International Journal of Pharma and Bio Sciences V1(2) 2010

[13] Tingjulua,Shimeng Liu a, Man Jiang a , XiaolingXua, Yong Wang a, Zeyong Wang a, Jan Gou b, David Huic, Zuowan Zhou a“Effect of surface modification of bamboo cellulose fibers

on mechanical properties of cellulose/epoxy composites” Journal of 2014 Elsevier Ltd. Composites: Part B 62 (2014) 191–197

[14]ณฏฐชญาภา ธนวฒนาศรกล ธเนศ รตนวไล และ กลางเดอน โพชนา, วสดไมพลาสตกจากไมปาลมและ HDPE. บทความวจย วศวกรรมสาร มข. ป ท 38 ฉบบ ท 3 (285 -296) กรกฎาคม – กนยายน 2554

[15] วนลบล เผอกบวขาว, 2550. สมบตเชงกลและสณฐานวทยาของพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงท ผานกระบวนการขนรปใหมโดยมแคลเซยมคารบอเนตเปนสารเตมแตง. มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

[16] ธวฒน สรอยทอง, 2557. วสดคอมโพสตดวยเสนใยธรรมชาตส าหรบการใชงานดานบรรจภณฑ. มหาวทยาลยแมโจ

[17] วระชย ลามอ, การทดสอบความแขง. (ออนไลน) สบคนจาก http://www.dss.go.th/dssweb/st-articles/files/pep_5_2550_hardness.pdf (วนท 5 มถนายน 2558)รศ.ดร.จตพร วฒกนกกาญจน คณะ, เอกสารประกอบการสอน วชา MTT656 Polymer Characterization and Analysis. พลงงาน สงแวดลอมและวสด (มจธ.)

[18] Scanning Electron Microscope, (ออนไลน) สบคนจาก http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/ nano/Page/Unit4-5.html (วนท 7 มถนายน 2558)

[19] Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy, (ออนไลน) สบคนจาก http://digi.library.tu.ac.th/thesis/ra/0126/19APPENDIX_E.pdf (วนท 7 มถนายน 2558)

[20] การทดสอบการตานเชอ, (ออนไลน) สบคนจาก http://www.lib.ku.ac.th /KUthesis/2552/ThitikornDUA/ThitikornDUAAll.pdf (วนท 7 มถนายน 2558)

83

บรรณานกรม (ตอ)

[21] เณศรา แกวคง, เลศณรงค ศรพนม, เจะฮาซนเจะอบง, ศรวรรณตภ, การสงเคราะหและตรวจสอบสมบตทางกายภาพและสมบตการยบย งเชอแบคทเรยของอนภาคนาโนเงนทสงเคราะหโดยวธรดกชนทางเคม , Science and Technology RMUTT Journal, Vol.4 No.2 (2014): 1-10.

[22] F.Z. Arrakhiz, M. El Achaby, M. Malha, M.O. Bensalah, O. Fassi-Fehri, R. Bouhfid, K. Benmoussa, A. Qaiss, “Mechanical and thermal properties of natural fibers reinforced polymercomposites:Doum/low density polyethylene” JournalMaterials and Design 43 (2013) 200–205

[23] M. Zampaloni, F. Pourboghrat, S.A. Yankovich, B.N. Rodgers, J. Moore, L.T. Drzal, A.K. Mohanty, M. Misra, “Kenaf natural fiber reinforced polypropylene composites: A discussion on manufacturing problems and solutions”, Journal Composites: Part A 38 (2007) 1569–1580

[24] Na Lu, ShubhashiniOza, “A comparative study of the mechanical properties of hemp fiber with virginand recycled high density polyethylene matrix”, Journal Composites: Part B 45 (2013) 1651–1656

[25] การทดสอบสมบตของพอลเมอร ตอนท 1 เครองดฟเฟอเรนเชยลสแกนนงแคลอรมเตอร, (ออนไลน ) สบคนจาก http://www0.tint.or.th/nkc/nkc51/nkc5102/nkc5102t.html (วนท 7 มถนายน 2558)

[26] A. Jorda-Vilaplana, A. Carbonell-Verdú, M.D. Samper, A. Pop, D. Garcia-Sanoguera, “Development and characterization of a new natural fiber reinforced thermoplastic (NFRP) with Cortaderia selloana (Pampa grass) short fibers”, Journal Composites Science and Technology 145 (2017) 1-9 [27] ยพาพร รกสกลพวฒน, วมลลกษณ สตะพนธ, นธนาถ ศภกาญจน, 2555. การตกผลกของหญา แฝก-พอลแลคตคแอซดคอมโพสท

ภาคผนวก

ผลงานตพมพและเผยแพร

86

87

88

89

90

91

92

93

94

แผนอดเชงประกอบจากพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงและเสนใยเพกส าหรบงานตกแตงภายใน

High Density Polyethylene/Vietnamosasa Pusilla Fiber composite plate for decoration application

สปราณ เสอดาว1 , สมนมาลย เนยมหลาง* 1

1ภาควชาวศวกรรมวสดและโลหการ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร 39 หม 1 อ.ธญบร จ.ปทมธาน 12110 โทรศพท : 02 549 3403

E-mail: sumonman.n@en.rmutt.ac.th*

Supranee Suadaow1, Sumonman Naimlang1* 1Department of Material and Metallurgical Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala University of

Technology Thanyaburi, Klong 6, Thanyaburi, Pathumthani 12110 E-mail: sumonman.n@en.rmutt.ac.th*

บทคดยอ

หญาเพก (Vietnamosasa Pusilla, VP) เปนไมพมคลายพชตระกลไผ มการขยายพนธไดเองและรวดเรวมาก เปนวชพชทก าจดยากเนองจากมความเหนยวสง ดงนนงานวจยนจงมงเนนทจะน าวชพชทเปนปญหาของเกษตรกรมากอใหเกดมลมาคาเพมโดยการน ามาพฒนาเปนแผนอดเชงประกอบกบพอลเอทลนชนดความหนาแนนสง (High Density Polyethylene, HDPE) ส าหรบน าไปประยกตใชในงานตกแตงภายในนน ใบหญาเพกนนจะถกตดใหเลกหลงจากนนน าไปแชใหสารละลายกรดไฮโดรคลอลก ความเขมขน 5% w/w เปนเวลา 24 ชวโมง แลวน าไปแชในสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด ความเขมขน 5%w/w เปนเวลา 10 ชวโมง หลงจากนนลางเสนใยทสกดไดดวยน ากลนจนมคา pH 7 อบไลความชนทอณหภม 60 C 24 ชวโมง แลวน าเสนใยทไดไปบดและรอนแยกขนาด น าเสนใยทไดไปผสมกบพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงดวยเครองผสมแบบสองลกกลง (Two roll mill) และขนรปชนงานดวยเครองอดเบาแบบไฮดรอลคทความดน 250 MPa อณหภม 190 °C เพอศกษาผลของปรมาณเสนใยเพกตอสมบตเชงกลของแผนอดทข นรปได แผนอดเชงประกอบจงถกขนรปทปรมาณของเสนใยเพกตาง ๆ คอ 0, 1, 5 และ 10 %w/w แผนอดทขนรปไดแสดงนนมลกษณะลวดลายคลายแผนหนออน มสเขยวสวยงาม และเมอน าชนงานมาทดสอบสมบตเชงกล พบวาสมบตการทนตอแรงดงนนสงขนเมอเพมปรมาณของเสนใยเพกลงไป เนองจากเสนใยเพกนนเขาไปเสรมแรงใหกบพอลเอทลนชนดความหนาแนนสง

ค ำหลก: พอลเอทลนชนดความหนาแนนสง ; เสนใยเพก; เครองผสมแบบสองลกกลง ; เครองอดเบาแบบไฮดรอลค

95

Abstract

The vietnamosasa pusilla, VP is one of a herbicide plant which has high growth rate and thoughness thus it is the major problem for farmer. To increase the useless VP benefit, high density polyethylene/ vietnamosasa pusilla (HDPE/VP) composite was prepared for decoration applications in this research work. VP leaf was first immersed in 5%w/w of HCL solution for 24 hr and then was immersed in 5%w/w of NaOH solution for 10 hr. The extract fiber was dried in oven at 60 C for 24 hr. Dry extracted VP fiber was grinded and sieved. VP fiber mix with HDPE by two roll mill. The HDPE/VP composite was fabricated by compression molding at 250 MPa and 190 C. To investigate the effect of amount of VP on mechanical and physical properties of composite, HDPE/VP composites at various amount of VP (0, 1, 5 and 10 %w/w) were prepared. The green marble like HDPE/VP composite was produced for decoration application. The tensile strength increase with increasing amount of VP fiber because VP fiber act as filler in composite system.

Keywords: high density polyethylene; vietnamosasa pusilla fiber; two roll mill; compression molding

96

1. บทน า หญาเพก มชอทางวทยาศาสตร (Vietnamosasa Pusilla, VP) มลกษณะทวไปเปนไมพมคลายพชตระกลไผ สวนมากจะพบหญาเพกขนในทดอนและในพนทรมภายในปาโปรง หญาเพกมสมบตทนตอสภาพแหงแลงและการถกไฟเผา มการขยายพนธไดเองและรวดเรวมากแตหญาชนดนจะเหยวเฉาไดงาย [1] ในงานเกษตรกรรมหญาเพกเปนวชพชททนตอสภาพแหงแลงไดดมากและไมสามารถน ามาใชเปนอาหารสตวไดเนองจากมความแขงและความเหนยวสงเกน ดงนนจงเปนพชทเหมาะสมกบการน ามาพฒนาเพมมลคาโดยการน าวชพชทเปนศตรส าหรบเกษตรกรรม โดยน ามาเพมมลคาเพอใหเกดประโยชนสงทสด

ในปจจบนพลาสตกเขามบทบาทมากในชวตประจ าวน เนองจากคณสมบตของพลาสตกนนดกวาวสดชนดอนๆ เชน เหลก ไม ดวยคณสมบตทโดดเดนของพลาสตกท าใหมการตองการเพมมากขน จงท าใหมการแขงขนในการพฒนาผลตภณฑและท าการเพมคณสมบตตางๆในพลาสตกเพอน าไปใชใหเหมาะสมกบงานมากทสด[1] โดยวธทเราเลอกใชในการปรบปรงคณสมบตของพลาสตกใหดขนคอ การน าพลาสตกผสมกบเสนใยธรรมชาต เชน กากมะพราว, ฟางขาว , กากกาแฟ หรอเสนใยกลวย [2-4] ในพลาสตก พบวาเมอเตมสมบตเชงกลดขนกวาในระบบทไมไดเตมสารเตมแตงเขาไป อกทงยงใชวต ถดบจากธรรมชาตลงไปในพลาสตกเพมมลคาทางดานสงแวดลอมในผลตภณฑอกดวย ในงานวจยนสนใจทจะเพมประสทธภาพกบพลาสตก พอลเอทลนชนดความหนาแนนสง (High Density Polyethylene, HDPE)ซงเปนพลาสตกทมปรมาณการใชมากในประเทศไทย เพอศกษาความเปนไปไดในการขนรปส าหรบน าไปพฒนาเปนวสดตกแตงภายใน และศกษาผลของสดสวนของเสนใยเพกตอสมบตเชงกล โดยงานวจยนจะศกษาผลของสดสวนเสนใยเพกในวสดเชงประกอบตอสมบตเชงกลของวสดเชงประกอบทข นรปไดทมสมบตเชงกลสงและน าไปใชเปนวสดตกแตงภายใน

2. วธการด าเนนการทดลอง 2.1 ขนตอนการเตรยมเสนใยเพก ในการเตรยมเสนใยเพกจะตองท าการรดใบเพกออกจากกงตนเพก จากนนท าการตดเปนชนเลกๆจากนดน าใบทตดแลวน ามาแชในสารละลายกรดไฮโดรคลอลก ความเขมขน 5% w/w เปนเวลา 24 ชวโมง และน าไปแชในสารละลายโซเดยม ไฮดรอกไซด ทความเขมขน 5%w/w เปนเวลา 10 ชวโมง จากนนท าการลางเสนใยเพกจนมคา pH เปน 7 แลวน าเขาตอบเพอท าการไลความชนออกจากเสนใยทอณหภม 60 ๐C เปนเวลา 24 ชวโมง น าเสนใยทไดจากการอบไปบดและรอนแยกขนาด

รปท 1 (a.) ใบเพก (b.) เสนใยเพก

97

2.2 ขนตอนการผสมและขนรป น าเมดพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงผสมกบเสนใยเพกตามปรมาณดงน คอ 0, 1 , 5 และ 10 %w/w (HDPE, HDPE:VP 1%, HDPE:VP 5%, และ HDPE:VP 10% ตามล าดบ) ท าการผสมดวยเครองผสมแบบสองลกกลง (Two roll mill) หลงจากทผสมจนเขากนแลว น าไปขนเปนแผนโดยเครองอดเบาแบบไฮดรอลค

(Compression molding) ทความดน 250 MPa อณหภม 190 °C เปนเวลา 7 นาท แลวท าการลดอณหภมของชนดวยการหลอเยน หลงจากนนน าชนงานทไดไปท าการทดสอบคณสมบตเชงกลหลงจากนนน าชนงานทไดไปท าการทดสอบคณสมบตเชงกล

2.3 ทดสอบสมบตการทนแรงดง (Tensile strength) ทดสอบหาความสามรถในการทนแรงดงของพลาสตกดวยวธการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D638 ในการทดสอบชนงานทใชในจะตองมขนาด ของชนงานตามรปท 2

รปท 1 การทดสอบสมบตการทนแรงดง (Tensile strength)

รปท 2 ขนาดของชนงานทใชในการทดสอบการทนแรงดง

2.4 ทดสอบความแขง (Hardness) ทดสอบความสามารถของแผนอดพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงผสมเสนใยเพก ดวยวธการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D2240 Shore D

รปท 3 การทดสอบความแขง (Hardness)

98

3. ผลและวเคราะหผล 3.1 ลกษณะทางกายภาพของชนงานทขนรปได เนองจากงานวจยนมวตถประสงคทจะขนรปวสดเชงประกอบระหวางพลาสตกรไซเคลและเสนใยเพกส าหรบใชในงานตกแตงภายใน ดงนน หลงจากท าการขนรปแลววสดเชงประกอบพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงชนดรไซเคลและเสนใยเพก ทปรมาณเสนใยเพกตางๆ ถกศกษาลกษณะทางกายภาพดงแสดงในตารางท 1

ตารางท 1 ลกษณะทางกายภาพของวสดเชงประกอบ

วสดเชงประกอบ

ลกษณะทาง ภายภาพ

รปภาพ

HDPE แขงเหนยว ส

ขาว

HDPE:VP 1%

แขงเหนยว ยงสขาวปนเปนลายคลายหนออน

HDPE:VP 5%

แขง สน าตาล

HDPE:VP 10%

แขง สน าตาลเขมมาก

3.2 ผลของปรมาณเสนใยเพกตอสมบตเชงกลของวสดเชงประกอบ เพอศกษาผลของปรมาณเสนใยเพกตอสมบตเชงกลของวสดเชงประกอบพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงรไซเคลและเสนใยเพก วสดเชงประกอบทข นรปไดถกน ามาทดสอบสมบตเชงกลไดแก การทดสอบการทนแรงดง และทดสอบความแขง และมอดลสของยงก ดงแสดงในตารางท 2

99

ตารางท 2 สมบตเชงกลของวสดเชงประกอบ

วสด ความทนแรงดง (MPa) มอดลสของยง (MPa) การยดตว ณ จดขาด(%)

HDPE 27.46 1361.95±121 10.6±1.51 HDPE:VP 1% 26.68 1361.86±120 10.2±1.08 HDPE:VP 5% 27.76 1491.62±106 7.9±1.03 HDPE:VP 10% 26.69 1656.34±114 8.0±1.02

3.2.1 ผลการทดสอบแรงดงของวสดเชงประกอบพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงรไซเคล ผสมเสนใยเพก

ผลจากการทดลองจากทพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงผสมเสนใยเพก ในการทดลองไดท าการเตมเสนใยเพกเพกในการเสรมแรงของวสด คอ 0, 1 , 5 และ 10 %w/w ผลจากการทดลองพบวาคามอดลสของยง (Young's Modulus) ของวสดทผสมเสนใยเพก 0, 1 , 5 และ 10 %w/w มคา 1361, 1361, 1491 และ1656 MPa ตามล าดบ ซงจากคาทไดสามารถบอกไดวาเมอเตมเสนใยเพกในปรมาณทมากขนจะท าใหความแขงแรงของวสดทผสมเสนใยเพกมความแขงแรงมากขน แตเปอรเซนตการยดตว ณ จดขาด (% Elongation at break) มคาลดลง เนองจากเนองจากการกระจายตวของเสนใยในพอลเมอร เนอหลกของวสดคอมมคาลดลง อาจเนองมาจากปรมาณเสนใยเพกเปนตวทมผลท าใหการผสมกนระหวางเสนใยเพกกบพลาสตกถามปรมาณเสนใยมากเกนไปจะท าใหเกดการขดขวางของเสนใยในเมทรกซพอลเมอร จงท าใหวสดคอมโพสททท าการผสมเสนใยเพกสามารถยดตวไดนอยจงท าใหเกดการแตกหกไดงาย

3.2.2. ผลทดสอบความแขงของวสดเชงประกอบพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงรไซเคล ผสมเสนใยเพก ผลการทดสอบความสามารถของแผนอดพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงผสมเสนใยเพกทมปรมาณ 0, 1 , 5 และ 10 %w/w ตามล าดบ ทแสดงในรปท 4 จะเหนวาความความแขงแรงของวสดทผสมเสนใยเพกในปรมาณทมากขนท าใหความคาแขงแรงทชนงานเพมขนดวย

Amount of Vietnamosasa Pusilla Fiber % w/w

0.00 .02 .04 .06 .08 .10 .12

Sh

ore

D

58.5

59.0

59.5

60.0

60.5

61.0

61.5

62.0

62.5

รปท 4 ความสมพนธระหวางความแขงแรงและปรมาณเสนใยเพก

100

4. บทสรป จากการศกษาพบวาแผนอดพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงผสมเสนใยเพก ทไดท าการเตรยมในปรมาณ 0, 1 , 5 และ 10 %w/w ซงในปรมาณทเตมเสนใยเพก 10 %w/w พบวาผลจากการทดสอบความแรงดงของวสดคอมโพสททเตรยมไดมคามอดลสของยงเพมมากขนและผลของคาการทดสอบความแขงกมการเพมขนดวย แต เปอรเซนตการยดตว ณ จดขาด มคาลดลงอาจเปนเพราะเมอเตมปรมาณเสนใยลงไปมการขดขวางของเมตทรกซเสนใยในพอลเมอรจงท าใหวสดคอมโพสทยดตวไดนอย ดงนนแผนอดจากพอลเอทลนชนดความหนาแนนสงและเสนใยเพกจงเปนวสดอกทางเลอกหนงส าหรบวสดตกแตงภายใน เชน โตะ เกาอ เฟอรนเจอรในบาน ทสสนสวยงาม มสมบตเชงกลทด โดยจะตองท าการศกษาสมบตการตานเชอแบคทเรยในสภาวะชน และ ประกอบเปนชนงานตกแตงภายในเพมเตม กตตกรรมประกาศ

ทางคณะผวจยขอขอบคณกลมวจย Advanced Materials Research Group ภาควชาวศวกรรมวสดและโลหะการ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบรและกลมชาวบานอ าเภอหวยเมก จงหวดกาฬสนธส าหรบแหลงทมาของหญาเพก

เอกสารอางอง [1] ไผเพก, (2011) (ออนไลน) สบคนจาก: http://www.ifarm.in.th/index.php?option=com_mtree&task=viewlink&link_id=115&Itemid=162. 9 มกราคม 2558. [2] อดศกด ขานทอง, ฤทธชย จนทรคาเรอง, อรรถกฤต ครฑปกษ, (2553) การเตรยมและสมบตเชงกลบางประการของแผนอดจากวสดรไซเคล (ขวดน าดม HDPE กบกากกาแฟ) [3] A. Alavudeen a, N. Rajini a, S. Karthikeyan a, M. Thiruchitrambalam b, N. Venkateshwaren c, (2014) , Mechanical properties of banana/kenaf fiber-reinforced hybrid polyester composites: Effect of woven fabric and random orientation [4] มาลน ชยศภกจสนธ* , ทพยรตน พฑรทศน , พนดา พทธชาดสมบต และ รชมาลณ สเรงฤทธ , (2553) , สมบตของแผนใยไมอดจากใยมะพราวกบโฟมพอลสไตรนผสมสารหนวงไฟ [5] T. Kunanopparat, P. Menut *, M.-H. Morel, S. Guilbert , (2008) , Reinforcement of plasticized wheat gluten with natural fibers: From mechanical improvement to deplasticizing effect [6] Benjamin Bax, Jo¨rg Mu¨ssig *, (2008) , Impact and tensile properties of PLA/Cordenka and PLA/flax composites

101

ประวตผเขยน

ชอ – สกล สปราณ เสอดาว

วน เดอน ปเกด 19 กนยายน 2533

ทอย 24 หม 10 ต าบลตนโพธ อ าเภอเมอง

จงหวดสงหบร 16000

การศกษา ปรญญาตร คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย

สาขาวชาฟสกสประยกต มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

ประสบการณการท างาน -

เบอรโทรศพท 08-7999-9482

อเมลล supranee1990@gmail.com