ผลของวัสดุเสริมแรงด้วยขยะพลาสติก

บทคัดย่อ

ชื่อเรื่อง ผลของวัสดุเสริมแรงด้วยขยะพลาสติก นักวิจัย ผศ.ดร.วุฒิชัย สิทธิวงษ์ หน่วยงาน มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขต สุรินทร์ คณะ เกษตรศาสตร์และเทคโนโลยี สาขาวิชา วิศวกรรมเครื่องกล ปีการศึกษา 2560 แหล่งทุน มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน งบประมาณรายจ่ายปีงบประมาณ 2560 บทคัดย่อ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มคุณสมบัติเชิงกลของโลหะด้วยแกนขยะพลาสติกเพื่อเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพโดยเฉพาะการรับแรงกระแทก แรงกด การดูดกลืนพลังงานและคุณสมบัติในการยึดเกาะของพลาสติกด้วยเศษขยะพลาสติกที่สามรถนำกลับมาใช้ใหม่มาผ่านกระบวนการให้ความร้อนเพื่อหลอมละลายแล้วอัดขึ้นรูปและอัดเข้าไปในท่ออลูมิเนียม ซึ่งขยะพลาสติกที่นำมาทดลองมีอยู่ 3 ชนิดได้แก่ HDPE (ขวดนม) LDPE (ถุงหิ้ว) PE (ท่อน้ำสีดำ) ซึ่งจะแบ่งออกเป็น 3 การทดลอง คือ ผลความยาวคืบ ผลของแรงดึง ผลการกระแทก ผลการทดลองความคืบที่เกิดขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทั้ง 6 แบบ ที่ได้เกล้ามาข้างต้น ที่เวลาไหนการทดสอบ 100 ชั่วโมง (6,000 นาที) ที่น้ำหนักตุ้มในการทดสอบ 1,284.13 กรัม วัสดุชนิดที่ทดสอบจะเกิดการโก่งตัวอย่างรวดเร็วในช่วงระยะเวลาเริ่มต้นมีความคืบสูงสุดอยู่ที่ 6.63 มม. ในช่วงเวลา 1-600 นาทีแรก จากนั้นจะเกิดการโก่งตัวของวัสดุช้า มีการโก่งของวัสดุสูงสุดที่ 9.09 มม. ไหนช่วงระยะเวลา 600-6,500 นาที ซึ่งมีระยะการโก่งเพิ่มขึ้นจากช่วง 600 นาทีแรก 2.46 มม. ผลการทดลองความคืบที่เกิดขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทั้ง 6 แบบ ที่ได้เกล้ามาข้างต้น ที่เวลาไหนการทดสอบ 100 ชั่วโมง (6,000 นาที) ที่น้ำหนักตุ้มในการทดสอบ 1,581.43 กรัม วัสดุชนิดทดสอบจะเกิดการโก่งตัวอย่างรวดเร็วในช่วงระยะเวลาเริ่มต้นมีความคืบสูงสุดอยู่ที่ 8.26 มม. ในช่วงเวลา 1-600 นาทีแรก จากนั้นจะเกิดการโก่งตัวของวัสดุช้า มีการโก่งของวัสดุสูงสุดที่ 11.4 มม. ไหนช่วงระยะเวลา 600-6,500 นาที ซึ่งมีระยะการโก่งเพิ่มขึ้นจากช่วง 600 นาทีแรก 3.14 มม. ผลการทดลองความคืบที่เกิดขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทั้ง 6 แบบ ที่ได้เกล้ามาข้างต้น ที่เวลาไหนการทดสอบ 100 ชั่วโมง (6,000 นาที) ที่น้ำหนักตุ้มในการทดสอบ 1,895.76 กรัม วัสดุชนิดที่ทดสอบจะเกิดการโก่งตัวอย่างรวดเร็วในช่วงระยะเวลาเริ่มต้นมีความคืบสูงสุดอยู่ที่ 10.3 มม. ในช่วงเวลา 1-600 นาทีแรก จากนั้นจะเกิดการโก่งตัวของวัสดุช้า มีการโก่งของวัสดุสูงสุดที่ 13.8 มม. ไหนช่วงระยะเวลา 600-6,500 นาที ซึ่งมีระยะการโก่งเพิ่มขึ้นจากช่วง 600 นาทีแรก 3.5 มม. ผลการทดลองแรงดึง (Tensile ) ที่เกิดขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทั้ง 7 แบบ วัสดุชนิด HDPE A ( ขวดนม) ใช้แรงในการดึงมากกว่าวัสดุแบบอื่นๆโดยพลาสติกจะมีแรงดึงสูงสุดอยู่ที่1075.4 นิวตัน วัสดุชนิด PE (ท่อน้ำสีดำ) ใช้แรงในการดึงมากเป็นอันดับ2 วัสดุแบบอื่นๆโดยพลาสติกจะมีแรงดึงสูงสุดอยู่ที่ 642.2 นิวตัน วัสดุชนิด HDPE B (ขวดแชมพู) ใช้แรงในการดึงมากเป็นอันดับ3 โดยพลาสติกจะมีแรงดึงสูงสุดอยู่ที่ 596.14 นิวตัน วัสดุชนิด HDPE 70% (ขวดนม 70% แกลบ 30%) ใช้แรงในการดึงมากเป็นอันดับ4โดยพลาสติกจะมีแรงดึงสูงสุดอยู่ที่ 580.4 นิวตัน วัสดุชนิด HDPE 50% (ขวดนม50% รำ50%)ใช้แรงในการดึงมากเป็นอันดับ5โดยพลาสติกจะมีแรงดึงสูงสุดอยู่ที่ 163.47 N วัสดุชนิด HDPE 60% (ขวดนม 60% แกลบ 40%)โดยแรงดึงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงช่วง 14.62 วินาที พลาสติกเกิดแรงดึงสูงสุดอยู่ที่ 409.92 นิวตัน วัสดุเกิดการขาดเร็วกว่าวัสดุอื่นแต่มีเส้นใยที่ยังไม่ขาดบางส่วน วัสดุชนิด LDPE (ถุงหิ้ว) โดยแรงดึงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงช่วง 25.56 วินาที พลาสติกเกิดแรงดึงสูงสุดอยู่ที่ 358.44 นิวตัน วัสดุเกิดการขาดเร็วกว่าวัสดุอื่นแต่มีเส้นใยที่ยังไม่ขาดบางส่วน ผลการทดลองความเค้น (Stress) วัสดุทั้ง 7 แบบ วัสดุชนิด HDPE A (ขวดนม) เกิดความเค้นมากกว่าวัสดุแบบอื่นๆ โดยแรงดึงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆพลาสติกจะเกิดความเค้นสูงสุดอยู่ที่ 19.07 MPa วัสดุชนิด PE (ท่อน้ำสีดำ) เกิดความเค้นมากเป็นอันดับ2 โดยแรงดึงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆพลาสติกจะเกิดความเค้นสูงสุดอยู่ที่ 13.4 MPa วัสดุชนิด HDPE B (ขวดแชมพู) เกิดความเค้นมากเป็นอันดับ3 โดยแรงดึงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆพลาสติกจะเกิดความเค้นสูงสุดอยู่ที่ 12.7 MPa วัสดุชนิด HDPE 70% (ขวดนม 70% แกลบ 30%) เกิดความเค้นมากเป็นอันดับ4 โดยแรงดึงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆพลาสติกจะเกิดความเค้นสูงสุดอยู่ที่ 12.4 MPa วัสดุชนิด HDPE 50% ( ขวดนม 50% รำ 50% ) เกิดความเค้นมากเป็นอันดับ5โดยแรงดึงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆพลาสติกจะเกิดความเค้นสูงสุดอยู่ที่ 3.41 MPa วัสดุชนิด HDPE 60% (ขวดนม 60% แกลบ 40%)โดยเกิดความเค้นเพิ่มขึ้นเรื่อยๆพลาสติกจะเกิดความเค้นสูงสุดอยู่ที่ 8.815 MPa วัสดุเกิดการขาดแต่มีเส้นใยที่ยังไม่ขาดบ้างส่วน วัสดุชนิด LDPE (ถุงหิ้ว) โดยเกิดความเค้นเพิ่มขึ้นเรื่อยๆพลาสติกจะเกิดความเค้นสูงสุดอยู่ที่ 7.14 MPa วัสดุเกิดการขาดแต่มีเส้นใยที่ยังไม่ขาดบ้างส่วน ผลการทดลองความเครียด (Strain) วัสดุทั้ง 7 แบบ วัสดุชนิด LDPE (ถุงหิ้ว) เกิดความเครียดมากกว่าวัสดุอื่นโดยพลาสติกจะเกิดความเครียดสูงสุดอยู่ที่ 0.13111 MPa วัสดุชนิด HDPE 60% (ขวดนม 60% แกลบ 40%) เกิดความเครียดมากเป็นอันดับ2 วัสดุอื่นโดยพลาสติกจะเกิดความเครียดสูงสุดอยู่ที่ 0.09098 MPa วัสดุชนิด PE (ท่อน้ำสีดำ) เกิดความเครียดมากเป็นอันดับ3 กว่าวัสดุอื่นโดยพลาสติกจะเกิดความเครียดสูงสุดอยู่ที่ 0.08112 MPa วัสดุชนิด HDPE A (ขวดนม) เกิดความเครียดมากเป็นอันดับ4 กว่าวัสดุอื่นโดยพลาสติกจะเกิดความเครียดสูงสุดอยู่ที่ 0.05754 MPa วัสดุชนิด HDPE 70% (ขวดนม 70% แกลบ 30%) เกิดความเครียดมากเป็นอันดับ5 กว่าวัสดุอื่นโดยพลาสติกจะเกิดความเครียดสูงสุดอยู่ที่ 0.04663 MPa วัสดุชนิด HDPE B (ขวดแชมพู) เกิดความเครียดมากเป็นอันดับ6 กว่าวัสดุอื่นโดยพลาสติกจะเกิดความเครียดสูงสุดอยู่ที่ 0.03501 MPa วัสดุชนิด HDPE 50% (ขวดนม 50% รำ 50%) เกิดความเครียดมากเป็นอันดับ6 กว่าวัสดุอื่นโดยพลาสติกจะเกิดความเครียดสูงสุดอยู่ที่ 0.0123 MPa จากการศึกษาผลของแรงกระแทกของชิ้นงานที่เป็นท่ออลูมิเนียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 นิ้ว ผลที่ได้ท่ออลูมิเนียมที่ไม่มีพลาสติกเสริมแรง มีการยุบตัว 31 มม. และท่ออลูมิเนียมที่มีพลาสติกเสริมแรงที่ใช้ทดสอบมีอยู่ 3 แบบ คือ HDPE มีการยุบตัว 8 มม. LDPE มีการยุบตัว 10 มม. PE มีการยุบตัว 11 มม. ดังนั้นท่ออลูมิเนียมที่มีพลาสติกเสริมแรงจะมีการดูดซับพลังงานได้มากกว่าอลูมิเนียม 2-3 เท่า ตามลำดับ ผลของแรงกระแทกของชิ้นงานที่เป็นท่ออลูมิเนียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 นิ้ว ผลที่ได้ท่ออลูมิเนียมที่ไม่มีพลาสติกเสริมแรง มีการยุบตัว 14มม. และท่ออลูมิเนียมที่มีพลาสติกเสริมแรงที่ใช้ทดสอบมีอยู่ 3 แบบ คือ HDPE มีการยุบตัว 6 มม. LDPE มีการยุบตัว 6 มม. PE มีการยุบตัว 9 มม. ดังนั้นท่ออลูมิเนียมที่มีพลาสติกเสริมแรงจะมีการดูดซับพลังงานได้มากกว่าอลูมิเนียม 2 เท่า ตามลำดับ คำสำคัญ: ขยะพลาสติก แรงดึง แรงกระแทก ความยาวคืบ

คำสำคัญ