พอลิเอทิลีนคอมโพสิทจากเส้นใยป่านศรนารายณ์ ที่ขึ้นรูปด้วยกระบวนการหมุนเหวี่ยง

POLYETHYLENE COMPOSITE FROM MODIFIED SISAL FIBER FABRICATED BY ROTATIONAL MOLDING PROCESS

Name: ณัฏฐพล ศรีช่วงดชติ

Address: สถาบันเทคโนโลยีปทุมวัน

Organization : คณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิชาเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง

keyword: เส้นใยป่านศรนารายณ์

; พอลิเอทิลีนคอมโพสิท

; การขึ้นรูปด้วยกระบวนการหมุนเหวี่ยง

; Sisal fiber

; Polyethylene composite

; Rotational molding process

Abstract: งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการนำเส้นใยธรรมชาติจากป่านศรนารายณ์มาใช้เป็นวัสดุเสริมแรงให้แก่พอลิเอทิลีน โดยศึกษาถึงอิทธิพลของปริมาณเส้นใยและการดัดแปลงผิวเส้นใยด้วยสารคู่ควบไซเลน ที่ส่งผลต่อสมบัติของพอลิเอทิลีนคอมโพสิท เพื่อหาสัดส่วนที่เหมาะสมสำหรับนำไปใช้ประโยชน์ ในอุตสาหกรรมการขึ้นรูปพอลิเมอร์ด้วยกระบวนการหมุนเหวี่ยง จากการทดสอบการขึ้นรูปด้วยกระบวนการหมุนเหวี่ยง โดยกำหนดระดับอุณหภูมิไว้หลาย ๆ ตาแหน่งในแม่พิมพ์ พบว่า อุณหภูมิเตาที่เหมาะสมในการขึ้นรูปวัสดุพอลิเอทิลีนคอมโพสิท คือ 230 องศาเซลเซียส และใช้เวลา 12 นาที สามารถขึ้นรูปชิ้นทดสอบได้ดี และส่งผลต่อสมบัติเชิงกลและสมบัติทางกายภาพที่ดีขึ้น ในขณะที่ปัจจัยด้านปริมาณของวัตถุดิบและอัตราส่วนผสมระหว่างพอลิเอทิลีนกับเส้นใยป่านศรนารายณ์ พบว่า การนำเส้นใยป่านศรนารายณ์มาใช้เป็นวัสดุเสริมแรงให้แก่พอลิเอทิลีนคอมโพสิทในกรรมวิธีการขึ้นรูปด้วยกระบวนการหมุนเหวี่ยงสามารถเติมปริมาณของเส้นใยที่ไม่ผ่านการดัดแปลงผิวลงในวัสดุผสมได้ 10-40 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก และสามารถเติมปริมาณของเส้นใยที่ผ่านการดัดแปลงผิวด้วยสารคู่ควบไซเลน ชนิด Vinyl Triethoxy Silane ลงในวัสดุผสมได้ 10-50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก สารคู่ควบไซเลนช่วยปรับปรุงแรงยึดเหนี่ยวระหว่างพอลิเมอร์กับฟิลเลอร์ ซึ่งทำหน้าที่เหมือนเป็นสะพานเชื่อมระหว่างทั้งสองโมเลกุลไว้ โดยส่วนหนึ่งของโมเลกุลเป็นส่วนที่จะเกิดปฏิกิริยา กับฟิลเลอร์ และอีกส่วนหนึ่งของโมเลกุลเป็นส่วนที่จะเกิดการรวมตัว หรือทำปฏิกิริยากับพอลิเมอร์ เกิดเป็นพันธะโควาเลนต์ระหว่าง สารประสานกับพอลิเมอร์ จึงทาให้เส้นใยป่านศรนารายณ์มีแรงยึดระหว่างพอลิเมอร์เมทริกซ์ได้ดี จากการทดสอบสมบัติเชิงกลของวัสดุคอมโพสิท พบว่า การนำเส้นใยป่านศรนารายณ์มาใช้เป็นวัสดุเสริมแรงให้แก่พอลิเอทิลีนคอมโพสิทส่งผลให้ค่าความทนแรงดึง และค่ามอดูลัสเพิ่มสูงขึ้น แต่ค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัว และค่าความต้านทานต่อแรงกระแทกลดลง เมื่อเทียบกับพอลิเอทิลีนบริสุทธิ์ การดัดแปลงผิวของเส้นใยด้วยสารคู่ควบไซเลนช่วยปรับปรุงการยึดเกาะที่อินเทอร์เฟสระหว่างเส้นใยกับเมทริกซ์ของพอลิเอทิลีนให้ดีขึ้นส่งผลให้สมบัติเชิงกลของวัสดุผสมเพิ่มสูงขึ้น โดยมีค่าความทนแรงดึงสูงสุด เท่ากับ 44.35 MPa ที่ปริมาณของเส้นใย ในวัสดุผสม 20 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ค่ามอดุลัสสูงสุด เท่ากับ 590.28 MPa ที่ปริมาณของเส้นใย ในวัสดุผสม 50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ค่าการยึดตัวสูงสุดเท่ากับ 162.30 เปอร์เซ็นต์ และมีค่า ความต้านทานต่อแรงกระแทกสูงสุดเท่ากับ 13.34 kJ/m2 ที่ปริมาณของเส้นใยในวัสดุผสม 10 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

Abstract: This thesis studied the reinforced polyethylene composites from sisal fiber and the effect of fiber content and silane content. The appropriated proportion of polyethylene composites and sisal fiber could be use in rotational molding process manufacturing. The result of rotational molding process by varying temperatures shows that the appropriated forming temperature and time are 230 celcius degrees and 12 minutes that could be affected to mechanical properties and physical properties. While, the composite specimens were prepared by rotational molding process with the various contents of sisal fibers. Both untreated sisal fiber and silane treated fibers were studied. The fabricated results showed that the polyethylene composites reinforced by short sisal fibers can be prepared by rotational molding with untreated sisal fiber contents of 10 – 40 w.t.% and can be increased the treated fibers with Vinyl Triethoxy Silane 10 – 50 w.t.%. Silane can be improved interfacial interaction between polymer and filler that form bonding interaction together. Molecular can be divided 2 parts. Part 1 reacts with filler and the other reacts with polymer that become Covalent between filler and polymer. So, sisal fiber has good interfacial interaction. The results of mechanical properties showed that the polyethylene composites reinforced by short sisal fibers are increase the tensile strength and Young’s modulus but decrease the elongation at break and the impact strength when comparing with pure polyethylene. In addition, the silane treated process could remove impurities and improved the interfacial bond strength between the fibers and polyethylene matrix, which would improve physical properties of the polyethylene composites. The optimum content of the treated sisal fiber was 10, 20 and 50 w.t.%, which yielded the suitable mechanical properties. At 20 w.t.% yielded tensile strength was 44.35 MPa. At 50 w.t.% yielded Young’s modulus was 590.28 MPa. At 10 w.t.% yielded the elongation at break was 180.97% and the impact strength was 13.97 kJ/m2.

สถาบันเทคโนโลยีปทุมวัน.สำนักห้องสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: somsuay12@hotmail.com

Name: ประยูร สุรินทร์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: ฟ้าใส วิวัฒน์วงศ์วนา

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาร่วม

Created: 2559

Modified: 2562-11-14

Issued: 2562-11-14

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง

Grantor: Patumwan Institute of Technology

©copyrights สถาบันเทคโนโลยีปทุมวัน

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ใบรับรองวิทยานิพนธ์.pdf	258.01 KB
2	ปกหน้า.pdf	89.33 KB	4	2021-11-15 16:13:21
3	ประวัติผู้วิจัย.pdf	116.01 KB	2	2021-11-28 17:16:50
4	ภาคผนวก.pdf	5.83 MB	15	2025-01-21 13:56:40
5	เอกสารอ้างอิง.pdf	212.4 KB	13	2025-01-21 13:56:40
6	บทที่ 1.pdf	145.56 KB	16	2024-11-09 15:58:15
7	บทที่ 2.pdf	1.23 MB	8	2024-01-17 03:11:21
8	บทที่ 3.pdf	684.49 KB	4	2022-02-17 15:54:41
9	บทที่ 4.pdf	1.19 MB	7	2022-02-17 15:54:59
10	บทที่ 5.pdf	172.08 KB	6	2022-02-17 15:55:08

ใช้เวลา

0.035883 วินาที