การใช้แกลบข้าวเป็นสารตัวเติมในยางธรรมชาติคอมโพสิท

บทคัดย่อ

ในงานวิจัยนี้ใช้เส้นใยแกลบข้าวซึ่งเป็นผลผลิตพลอยได้จากกระบวนการสีข้าวเป็นสารตัวเติมเสร้มแรงสำหรับการเตรียมคอมโพสิทยางธรรมชาติ ขนาดเส้นใยแกลบข้าวที่ใช้มีขนาดระหว่าง 150-300 ไมโครเมตร การปรับปรุงพื้นผิวเส้นใยแกลบข้าวได้แก่ การปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายกรด การปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายด่าง และการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารคู่ควบไซเลนนำมาใช้เพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้ระหว่างเส้นใยแกลบข้าวและยางธรรมชาติ งานวิจัยนี้ศึกษาผลของปริมาณเส้นใยแกลบข้าวต่อลักษณะการคงรูป สมบัติทางกล และสัณฐานวิทยาของคอมโพสิทระหว่างเส้นใยแกลบข้าวกับยางธรรมชาติ จากผลการศึกษาพบว่าเมื่อปริมาณเส้นใยแกลบข้าวเพิ่มขึ้น ค่ามอดุลัสที่ 100 เปอร์เซ็นต์การดึงยืด และค่ามอดุลัสที่ 300 เปอร์เซ็นต์การดึงยืดของคอมโพสิทยางธรรมชาติมีค่าเพิ่มขึ้น ในขณะที่ ค่าการทนทานต่อแรงดึง ค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวก่อนขาด และค่าการทนทานต่อการฉีกขาดมีค่าลดลง อย่างไรก็ตาม ปริมาณเส้นใยแกลบข้าวไม่มีผลต่อเวลาการสกอร์ชและเวลาการคงรูปของคอมโพสิทระหว่างเส้นใยแกลบข้ากับยางธรรมชาติ ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดของคอมโพสิทระหว่างเส้นใยแกลบข้าวกับยางธรรมชาติแสดงให้เห็นการเกาะกลุ่มของเส้นใยแกลบข้าวในยางธรรมชาติ เมื่อพิจารณาจากสมบัติทางกลและราคาต้นทุนของคอมโพสิทของยางธรรมชาติ ปริมาณเส้นใยแกลบข้าวที่เหมาะสมคือ 40 ส่วนใน 100 ส่วนของยางธรรมชาติ เส้นใยแกลบข้าวถูกปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายกรดหรือสารละลายด่างที่เวลาการปรับปรุงพื้นผิวแตกต่างกัน และทำการศึกษาสมบัติเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว เมื่อเปรียบเทียบกับผลของเส้นใยแกลบข้าวที่ไม่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว รูปแบบการเสื่อมสลายทางความร้อนและผลอินฟราเรดสเปกโตรสโคปีของเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายกรดไม่เปลี่ยนแปลง ในทางตรงกันข้าม ผลของการวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมทริกและอินฟราเรดสเปกโตรสโคปีของเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายด่างแสดงการหายไปของเฮมิเซลลูโลสและลิกนิน เวลาการปรับปรุงพื้นผิวไม่ส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อสมบัติของเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายกรดและสารละลายด่าง หลังจากนั้น เส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวนำมาใช้เป็นสารตัวเติมสำหรับการเตรียมคอมโพสิทของยางธรรมชาติ เวลาการสกอร์ชของคอมโพสิทยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายด่างมีค่ามากกว่าเวลาการสกอร์ชของคอมโพสิทยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายกรด เมื่อเวลาการปรับปรุงพื้นผิวเพิ่มขึ้น เวลาการสกอร์ชของคอมโพสิทยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายกรด และคอมโพสิทยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายด่างเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ในขณะที่เวลาการคงรูปของคอมโพสิททั้งสองชนิดมีค่าคงที่ ค่ามอดุลัสที่ 100 เปอร์เซ็นต์การดึงยืด ค่ามอดุลัสที่ 300 เปอร์เซ็นต์การดึงยืด และค่าการทนทานต่อการฉีกขาดของคอมโพสิทของยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายกรด และคอมโพสิทของยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายด่างไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ การปรับปรุงพื้นผิวเส้นใยแกลบข้าวด้วยสารละลายด่างแสดงประสิทธิภาพในการปรับปรุงสมบัติทางกลของคอมโพสิทของยางธรรมชาติมากกว่าการปรับปรุงพื้นผิวเส้นใยแกลบข้าวด้วยสารละลายกรด เมื่อเปรียบเทียบระหว่างคอมโพสิทของยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายด่าง คอมโพสิทของยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายด่างที่เวลา 2 ชั่วโมงแสดงสมบัติทางกลที่เหมาะสมที่สุด เส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารละลายด่างเป็นเวลา 2 ชั่วโมงถูกนำไปปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารคู่ควบไซเลน 69 ที่ปริมาณต่างๆ เมื่อปริมาณสารคู่ควบไซเลน 69 เพิ่มขึ้น รูปแบบการเสื่อมสลายทางความร้อนของเส้นใยที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารคู่ควบไซเลนไม่เปลี่ยนแปลง อินฟราเรดสเปกโตรสโคปีสเปคตราของเส้นใยที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารคู่ควบไซเลนยืนยันการติดอยู่ของสารคู่ควบไซเลนที่พื้นผิวของเส้นใยแกลบข้าว สำหรับคอมโพสิทยางธรรมชาติ เวลาการสกอร์ชของคอมโพสิทยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงด้วยสารคู่ควบไซเลนมีค่ามากกว่าเวลาการสกอร์ชของคอมโพสิทยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงด้วยสารละลายด่าง เมื่อปริมาณสารคู่ควบไซเลน 69 เพิ่มขึ้น ไม่มีการเปลี่ยนแปลงของเวลาการสกอร์ชของคอมโพสิทยางธรรมชาติ คอมโพสิทยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยแกลบข้าวที่ผ่านการปรับปรุงด้วยสารคู่ควบไซเลนที่ปริมาณ 5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักแสดงค่าสูงสุดของค่ามอดุลัสที่ 100 เปอร์เซ็นต์การดึงยืด และค่ามอดุลัสที่ 300 เปอร์เซ็นต์การดึงยืด ค่าการทนทานต่อแรงดึง และค่าการทนทานต่อการฉีกขาด

คำสำคัญ