การพัฒนาสมบัติเชิงกลของชั้นวัสดุซ่อมแซมตัวเองของถังน้ำมันซ่อมแซมตัวเองได้โดยการเติมเส้นใยนาโนเซลลูโลส

ญาณศรณ์ กนิษฐสังกาศ, เสฏฐวุฒิ ศรสุวรรณ์, เอกวัฒน์ ปานมี, สิริอร อิศรางกูร ณ อยุธยา

Abstract


Improvement of Mechanical Properties of Self-sealing Material of Self-sealing Fuel Tank by Adding anocellulose Fiber


บทคัดย่อ 

งานวิจัยนี้ปรับปรุงสมบัติความแข็งแรงของยางธรรมชาติ โดยใช้สารเสริมแรงเป็นเส้นใยนาโนเซลลูโลสและผสมลงในยางธรรมชาติที่ 0, 2, 4, 6, 8 และ 10 phr เพื่อทำเป็นวัสดุกันรั่วของถังน้ำมันซ่อมแซมตัวเองได้ งานวิจัยนี้ศึกษาหาปริมาณรูพรุน สมบัติเชิงกล (ทั้งก่อนและหลังการบวมตัวในน้ำมันเบนซิน) และอัตราการบวมตัวของยาง กระบวนการเตรียมชิ้นงานทำได้โดยผสมเส้นใยนาโนเซลลูโลสกับน้ำกลั่น จากนั้นทำให้เส้นใยกระจายตัวด้วยเครื่องผสมสารความถี่สูง นำมาผสมกับน้ำยางลาเท็กซ์ด้วยเครื่องกวนสารละลาย และอบที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส นาน 12 ชม. นำยางผสมเส้นใยดังกล่าวมาผสมกับยางธรรมชาติและสารเติมแต่ง ด้วยเครื่องผสมยางแบบสองลูกกลิ้ง จากนั้นหาค่าระยะเวลาการคงรูปของยาง (tc90) ด้วยเครื่องรีโอมิเตอร์แบบจานแกว่งที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส นำค่าที่ได้มาใช้ในการคงรูปยางให้เป็นแผ่นด้วยเครื่องอัดขึ้นรูปด้วยความร้อน จากนั้นศึกษาสัณฐานวิทยา ได้แก่ วิเคราะห์หาปริมาณรูพรุน และการกระจายตัวของเส้นใย ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ทดสอบสมบัติเชิงกล ด้วยเครื่องทดสอบแรงดึง ในขณะเดียวกันนำยางสูตรต่าง ๆ ไปหาอัตราการบวมตัวในน้ำมันเบนซินที่เวลาต่าง ๆ ผลการทดลองสรุปว่า สูตรที่มีการผสมเส้นใยลงในยางธรรมชาติที่ 2 phr เป็นสูตรที่เหมาะสมที่สุด เพราะมีอัตราการบวมตัวเร็วที่สุดเมื่อสัมผัสกับน้ำมันเบนซิน และมีความแข็งแรงมากกว่าสูตรที่ไม่เติมเส้นใย ทั้งก่อนและหลังบวมตัวในน้ำมันเบนซิน

Abstract

 

                This research concerns the improvement of the strength of natural rubber. The nanocellulose fiber were used as reinforcementin natural rubber at 0, 2, 4, 6, 8 and 10 phr, whichcan be used as a self-sealing material of the self-sealing fuel tanks. This research studied the porosity content, mechanical properties (before and after gasoline uptake) and the rate of rubber swelling. Preparation process, the nanocellulose fiber and distilled waterwere mixed, and the fiber was dispersed by using a high frequency ultrasonic probe. Afterwards, the fiber solutions and the naturalrubber latexwere mixed by using a magnetic stirrer and dried in an oven at 70 oC for 12 h. Then, the masterbatches of the fiber/rubber were blended with the natural rubber and the additives using a two-roll mill machine. Afterward, the compounds were measured the curing time (tc90) using the oscillating rheometer at 150 degree celsius. The compounds were fabricated to be the samples in a sheet form, using the hot-press compression molding machine. Subsequently, the samples were studied the morphology, including theporosity content and the fiber distribution by using the scanning electron microscopy. The mechanical propertieswere tested by using the universal testing machine. Meanwhile, the samples were immersed into the gasoline. The rate of rubber swelling at various times were investigated. The results conclude that the rubber sheet with 2 phr of the nanocellulose fiber is the optimum formula. It was due to this formula stronger than the neat rubber, before and after gasoline uptake. Furthermore, it also has the highest rate of swelling.  

21 mm

(จากขอบ)

 

21 mm

(จากขอบ)

 

21 mm

(จากขอบ)

 

บทคัดย่อ

                งานวิจัยนี้ปรับปรุงสมบัติความแข็งแรงของยางธรรมชาติ โดยใช้สารเสริมแรงเป็นเส้นใยนาโนเซลลูโลสและผสมลงในยางธรรมชาติที่ 0,2, 4, 6, 8 และ 10phr เพื่อทำเป็นวัสดุกันรั่วของถังน้ำมันซ่อมแซมตัวเองได้ งานวิจัยนี้ศึกษาหาปริมาณรูพรุน สมบัติเชิงกล (ทั้งก่อนและหลังการบวมตัวในน้ำมันเบนซิน) และอัตราการบวมตัวของยาง กระบวนการเตรียมชิ้นงานทำได้โดยผสมเส้นใยนาโนเซลลูโลสกับน้ำกลั่น จากนั้นทำให้เส้นใยกระจายตัวด้วยเครื่องผสมสารความถี่สูง นำมาผสมกับน้ำยางลาเท็กซ์ด้วยเครื่องกวนสารละลาย และอบที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส นาน 12 ชม. นำยางผสมเส้นใยดังกล่าวมาผสมกับยางธรรมชาติและสารเติมแต่ง ด้วยเครื่องผสมยางแบบสองลูกกลิ้ง จากนั้นหาค่าระยะเวลาการคงรูปของยาง (tc90) ด้วยเครื่องรีโอมิเตอร์แบบจานแกว่งที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส นำค่าที่ได้มาใช้ในการคงรูปยางให้เป็นแผ่นด้วยเครื่องอัดขึ้นรูปด้วยความร้อน จากนั้นศึกษาสัณฐานวิทยา ได้แก่ วิเคราะห์หาปริมาณรูพรุน และการกระจายตัวของเส้นใย ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ทดสอบสมบัติเชิงกล ด้วยเครื่องทดสอบแรงดึง ในขณะเดียวกันนำยางสูตรต่าง ๆ ไปหาอัตราการบวมตัวในน้ำมันเบนซินที่เวลาต่าง ๆ ผลการทดลองสรุปว่า สูตรที่มีการผสมเส้นใยลงในยางธรรมชาติที่ 2phr เป็นสูตรที่เหมาะสมที่สุด เพราะมีอัตราการบวมตัวเร็วที่สุดเมื่อสัมผัสกับน้ำมันเบนซิน และมีความแข็งแรงมากกว่าสูตรที่ไม่เติมเส้นใย ทั้งก่อนและหลังบวมตัวในน้ำมันเบนซิน


Keywords


นาโนเซลลูโลส; ยางธรรมชาติ; วัสดุซ่อมแซมตัวเองได้; การบวมตัวในน้ำมัน; Nanocellulose; Natural rubber; Self-sealing material; Fuel swelling

Full Text:

PDF

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2022 วารสารวิชาการปทุมวัน Pathumwan Academic Journal

สถาบันเทคโนโลยีปทุมวัน 833 ถนนพระรามที่ 1 แขวงวังใหม่ เขตปทุมวัน กรุงเทพฯ 10330

โทร 02-104-9099