การพัฒนาแผ่นกันกระแทกสมรรถนะสูงจากโฟมยางธรรมชาติเพื่อใช้ในชุดอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลสำหรับผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์

บทคัดย่อ

โครงงานวิจัยมุ่งพัฒนาของไหลเชียร์ทิกเคนนิง (STFs) และเตรียมโฟมยางธรรมชาติที่เหมาะสมในการนำไปประยุกต์ใช้เป็นวัสดุกันกระแทกสมรรถนะสูงสำหรับใช้รับแรงกระแทกด้วยความเร็วฉับพลันและศึกษาความสามารถในการแทรกตัวของของไหล STFs ในโฟมยาง ศึกษาสูตรของของไหล STFs ที่มีอัตราการเฉือนวิกฤติต่ำ และ มีค่าความหนึดสูงด้วยเครื่องรึโอมิเตอร์ ผลการศึกษาพบว่าของไหล STFs ที่เตรียมจากนาโนชิลิกาไม่ดัดแปรผิวหน้าที่ความเข้มขั้น 40%wt ใน PEG400 (STF-400-40P) ให้ค่าอัตราการเฉือนวิกฤตต่ำที่สุดและมีค่าความหนืดสูงสุดที่มากที่สุด การดัดแปรของไหล STF ที่เตรียมจากชิลิกา 2595%wt ใน PEG400 โดยวิธีการเติมนาโนเซลลูโลส โดยเฉพาะอย่างยิ่งชนิด CNF สามารถเพิ่มความว่องไวต่อการรับแรงกระทำได้มากกว่า โดยมีค่าอัตราการการเฉือนวิกฤตต่ำกว่าการดัดแปรผิวซิลิกาด้วยสารประสานไซเลนชนิดอะมิโน ชนิดเมทอกชิล และ ชนิด Si-69 โดยอัตราการเฉือนวิกฤตมีค่าเทียบเท่ากับ STFs ที่เตรียมจากนาโนซิลิกาไม่ดัดแปรผิวหน้าที่ความเข้มข้น 40%wtใน PEG400 นอกจากนี้พบว่าโครงสร้างเซลล์โฟมที่เตรียมได้มีลักษณะเป็นโครงสร้างแบบเซลล์เปิด และมีรูพรุนเกิดขึ้นบนชั้นเซลล์ เมื่อเวลาที่ใช้ในการเพิ่มปริมาตรโฟมมากขึ้น เซลล์ของโฟมยางมีขนาดใหญ่ขึ้น ค่า cell densty ลดต่ำลง ส่งผลให้มอดุลัส และความต้านทานต่อแรงดึง ค่าความหนาแน่น ความต้านทานแรงกด และความแข็งลดลง ในขณะที่ความสามารถในการยึดจนขาดเพิ่มขึ้น ผลการทดสอบการตกกระแทกอิสระแสดงให้เห็นว่าโฟมยางที่ชุบด้วยของไหล STFs มีค่าแรงสะท้อนกลับต่ำกว่า (การดูดซับพลังงานสูงกว่า) โฟมยางที่ไม่ชุบด้วย STFs นอกจากนี้ยังพบว่า โฟมยางที่มีรูพรุนขนาดใหญ่กว่า มีความสามารถในการบรรจุของไหล STFTFs ได้มากกว่า จึงมีการดูดชับพลังงานจากการตกกระแทกอิสระ มากกว่าโฟมยางที่มีขนาดรูพรุนเล็กกว่า โดยผลการวิจัยปีที่ 1 นี้ ทำให้ผู้วิจัยทราบถึง 1) ความสามารถในการบรรจุของไหล STFs ของโฟมยาง 2) ชนิดของไหล STFs และ สูตรโฟมยางที่เหมาะสมในการเตรียมวัสดุเชิงประกอบ ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญที่ใช้ในงานวิจัยเฟสที่สอง นอกจากนี้ ผู้วิจัยพบว่า 3)วัสดุเชิงประกอบโฟมยางธรรมชาติผสมของไทล STF มีศักยภาพในการพัฒนาเป็นแผ่นกันกระแทกต่อไป

คำสำคัญ