การใช้การออกแบบส่วนผสมของพลาสติกชนิดโพลีคาร์บอเนต/อะคริโลไนไตรล์-บิวทาไดอีน-สไตรีน/เขม่าดำ สำหรับคุณสมบัติการปิดกั้นคลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและสภาพต้านทานไฟฟ้าเชิงพื้นผิว

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาประสิทธิภาพการปิดกั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic shielding effectiveness, SE) และสมบัติในการลดการประทุของไฟฟ้าสถิต (Electrostatic discharge, ESD) ของพลาสติกผสมระหว่างพอลิคาร์บอเนต (Polycarbonate, PC) และอะคริโลไน ไตรล์-บิวทาไดอีน-สไตรีน (Acrylonitrile-butadiene-styrene, ABS) โดยมีสารตัวเติมคือ ผง คาร์บอนแบล๊ค (Carbon black powder, CBp) และคาร์บอนแบล๊คมาสเตอร์แบท (Carbon black masterbatch, CBm) ท าการขึ้นรูปชิ้นงานทดสอบด้วยกระบวนการฉีดขึ้นรูป (Injection Molding) หนา 4 มิลลิเมตร พร้อมทั้งออกแบบการทดลองส่วนผสม (Mixture Design) ด้วยวิธี D-optimal เพื่อ หาอัตราส่วนของส่วนผสมทั้ง 3 ชนิด โดยจ ากัดขอบเขตของปริมาณคาร์บอนแบล๊คในอัตราส่วนไม่ เกิน 17 เปอร์เซ็นต์โดยน้ าหนัก เนื่องจากในการทดสอบค่าอัตราการไหลของพลาสติก ตามมาตรฐาน ASTM D1238 พบว่า อัตราส่วนที่ปริมาณคาร์บอนแบล๊คเกิน 17 เปอร์เซ็นต์โดยน้ าหนัก ไม่สามารถ ขึ้นรูปได้ หลังจากนั้นท าการวัดค่าประสิทธิภาพการปิดกั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Shielding effectiveness, SE) ที่ช่วงความถี่ 800 ถึง 3,000 MHz ตามมาตรฐานการทดสอบ MIL-STD-285 พบว่าแนวโน้มของค่า SE จะเพิ่มขึ้น เมื่อมีปริมาณสารตัวเติมเพิ่มมากขึ้น และขนาดอนุภาคมีผลต่อค่า SE ค่อนข้างน้อย เนื่องจากวิธีในการผสมผงคาร์บอนแบล๊ค (ที่มีขนาดอนุภาคเล็กกว่า) สารตัวเติม ดังกล่าวกระจายตัวในเนื้อของพลาสติกผสมได้ไม่ดี จึงให้ค่า SE ใกล้เคียงกับค่า SE ของพลาสติกเชิง ประกอบที่เติมคาร์บอนแบล๊คมาสเตอร์แบท (ขนาดอนุภาคใหญ่กว่า) ซึ่งจากผลการทดสอบค่า ประสิทธิภาพการปิดกั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การประยุกต์ใช้งานพลาสติกเชิงประกอบที่เตรียมได้จาก งานวิจัยนี้ในการปิดกั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอาจจะยังมีข้อจ ากัดอยู่ เนื่องจากมีประสิทธิภาพไม่สูงนัก เมื่อเทียบกับวัสดุจ าพวกโลหะ และท าการทดสอบค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าเชิงพื้นผิวของพลาสติกผสม PC/ABS/CB ที่อัตราส่วนต่างๆ อ้างอิงตามมาตรฐาน ASTM D257 เพื่อศึกษาสมบัติในการลด ผลกระทบจากการประทุของไฟฟ้าสถิต (Electrostatic discharge, ESD) พบว่า ค่าสภาพต้านทาน ไฟฟ้าเชิงพื้นผิวของพลาสติกที่ไม่มีการเติมสารตัวเติม จะมีค่าเท่ากับ 1012 ?/square และเมื่อท าการ เติมสารตัวเติมในอัตราส่วนที่เพิ่มมากขึ้น ค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าเชิงพื้นผิวของพลาสติกเชิงประกอบ มีแนวโน้มลดลงอยู่ในช่วง 106 – 1011 ?/square ซึ่งอยู่ในช่วงที่เหมาะสมกับการประยุกต์ใช้ในการ ป้องกันจากการประทุของไฟฟ้าสถิต ซึ่งต้องการวัสดุที่มีสภาพต้านทานไฟฟ้าเชิงพื้นผิวในช่วง 104 ถึง 1011 ?/square[2] ซึ่งสามารถน าไปใช้ประโยชน์ในงานด้านบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ได้

คำสำคัญ