| ปีงบประมาณ |
2562 |
| หน่วยงานเจ้าของโครงการ |
|
| ลักษณะโครงการ |
โครงการใหม่ |
| ประเภทโครงการ |
โครงการเดี่ยว |
| ประเภทงานวิจัย |
โครงการวิจัยและพัฒนา |
| วันที่เริ่มโครงการวิจัย (พ.ศ.) |
1 ตุลาคม 2561 |
| วันที่สิ้นสุดโครงการวิจัย (พ.ศ.) |
30 กันยายน 2562 |
| วันที่ได้รับทุนวิจัย (พ.ศ.) |
1 ตุลาคม 2561 |
| ประเภททุนวิจัย |
งบประมาณรายได้ |
| สถานะโครงการ |
สิ้นสุดโครงการ(ส่งผลผลิตเรียบร้อยแล้ว) |
| เลขที่สัญญา | |
| เป็นโครงการวิจัยที่ใช้ในการจบการศึกษา |
ไม่ใช่ |
| เป็นโครงการวิจัยรับใช้สังคม |
ไม่ใช่ |
| บทคัดย่อโครงการ |
งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาผลของการเตรียม ปริมาณ และเทคนิกการเติมสารก่อซิลิกา ผลของการใช้ CTAB ความสามารถในการเตรียมมาสเตอร์แบทช์ยางธรรมชาติและซิลิกา ความสามารถในการกระจายของซิลิกาในเนื้อยาง เวลาในการผสม ความเสถียรของระบบขณะผสม และปริมาณเถ้าซิลิกาที่ได้ ถูกศึกษาเพื่อเป็นตัวบ่งชี้ถีงประสิทธิภาพการเตรียม สมบัติการอ่อนตัว และสเปคตรัม FTIR ถูกใช้พื่อเป็นตัวบ่งชี้ถึงความสามารถในการเกิดอันตรกิริยาระหว่างเนื้อยางกับอนุภาคซิลา ภาพไมโครกราฟจากเครื่อง SEM ถูกใช้เพื่อบ่งชี้ขนาดและความสามารถในการกระจายตัวได้ของซิลิกาในยาง จากการศึกษาพบว่า การใช้ CTAB ให้ผลโดยรวมดีที่สุด รองลงมาคือการใช้ TEOS เดี่ยว ๆ การน้ำและเอทธานอลเป็นตัวเจือจาง TEOS ตามลำดับ
คำสำคัญ: ธีออส ซิลิกา ยางธรรมชาติ มาสเตอร์แบทช์ คอมพอสิต
|
| รายละเอียดการนำไปใช้งาน |
4.1 สรุปผลการวิจัย
4.1.1 ผลของการเตรียมสารก่อซิลิกา
การเตรียม TEOS โดยการเจือจางกับน้ำนั้น เป็นวิธีที่ถูก ง่าย และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมไม่มีผลต่อความเสถียรของน้ำยางขณะผสม และระดับการเกิดซิลิกาสูงเนื่องจากมีโอกาสที่จะพอลิเมอไรเซชันบางส่วนก่อนการเติมในน้ำยาง และการเติมน้ำเป็นการเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นการเกิดซิลิกาโดยการไฮโดรไลส์ของ TEOS กับน้ำ ทำให้เกิดการสูญเสียน้อยกว่า การกระจายตัวของซิลิกาดี แต่ไม่ลดเวลาในการผสม และมีแนวโน้มจะไปลดประสิทธิภาพการเกิดซิลิกา เพราะวิธีการนี้จะยิ่งไปลดความเข้มข้นของแอมโมเนียเมื่อยิ่งใช้ปริมาณสารละลาย TEOS สูงขึ้น ซึ่งแอมโมเนียเป็นสารกระตุ้นการเกิดการไฮโดรไลส์ของน้ำและ TEOS นั่นเอง
การเตรียม TEOS โดยการใช้เอทธานอลนั้นให้การผสมที่เร็วขึ้นเนื่องความชอบน้ำของเอทธานอล แต่ในขณะเดียวกัน ถือเป็นการแย่งน้ำจากอนุภาคน้ำยาง ทำให้น้ำยางจับตัวในปริมาณการใช้เอทธานอลที่สูงขึ้น ทำให้ไม่สามารถใช้ไม่สามารถเตรียมคอมพอสิตที่ปริมาณซิลิกาสูง ๆ ได้ นอกจากนี้ การเติมเอทธานอลเป็นการทำให้ปฏิกิริการเกิดซิลิกาช้าลง และ ประสิทธิภาพการเกิดซิลิกาต่ำ โดยเหตุผลคล้ายกับการใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย แต่เอทธานอลให้ผลตรงกันข้ามกับน้ำ คือ เอทธานอลเป็นผลิตภัณฑ์จากการทำปฏิกิริยาของน้ำและ TEOS ทำให้หน่วงการเกิดปฏิกิริยาระหว่างน้ำกับ TEOS ตามหลักสมดุลเคมีนั่นเอง
การเติม TEOS เดี่ยวๆ นั้นให้ผลที่น่าสนใจมาก คือ แม้ว่าการเติม TEOS เดี่ยว ๆ จะทำให้เข้ากับน้ำยางได้ยากเนื่องความเป็นขั้วที่แตกต่างกันมาก แต่อย่างไรก็มีผลดีคือ ทำให้อัตราการผสมระหว่างน้ำยางกับ TEOS ช้าลงตามไปด้วย ดังนั้นจึงรบกวนความเสถียรน้อยกว่าแม้ที่ปริมาณการใช้ TEOS สูง โดยพบว่า เป็นเทคนิกเดียวที่สามารถใช้ cSiO2 ได้สูงถึง 45 phr โดยไม่ทำให้ระบบสูญเสียความเสถียร แต่อย่างไรก็ตาม เทคนิกนี้มีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดการจับตัวกันเป็นกลุ่มก้อนของอนุภาคซิลิกามากที่สุด
4.1.2 ผลของเทคนิคการเติม TEOS และปริมาณ TEOS ที่ใช้
จากการทดลองสามารถเห็นได้ชัดเจนว่าการเติม TEOS แบบระหว่างวัฏภาคให้ซิลิกาที่มีความสามารถในการกระจายตัวในเนื้อยาง และประสิทธิภาพการเกิดดีกว่าแบบปั่นป่วน ในทุกสภาวะการเตรียม TEOS แต่เวลาในการผสมสูงกว่า โดยความแตกต่างดังกล่าวจะยิ่งเห็นได้ชัดในสภาวะการใช้ TEOS ในปริมาณที่สูง
4.1.3 ผลของการใช้ CTAB
การใช้ CTAB ให้ผลดีในการกระจายตัวมากทุกกว่าเทคนิก แต่มีปัญหาเรื่องของความเสถียรที่ปริมาณ cSiO2 สูง ๆ จึงทำให้เกิดการจับตัวของน้ำยางและเป็นผลการกระจายตัวของซิลิกาที่ต่ำ แต่ประสิทธิภาพการเกิดซิลิกาและการผสมโดยรวมสูงที่สุดเมื่อเทียบกับเทคนิคอื่น การใช้ TEOS ในปริมาณต่ำ ให้โครงสร้างของซิลิกาเป็นร่างแห 3 มิติ ของแท่งของกลุ่มก้อนซิลิกาที่เกิดจากการเกิดปฏิกิริยาเริ่มต้นของการเกิดอนุภาคซิลิกา โดย TEOS เริ่มตรงผิวไปเกาะบนไมเซลของ CTAB และเกิดปฏิกิริยาเริ่มต้นตรงผิวไมเซลดังกล่าว ปฏิริกิริยานี้ดำเนินต่อเนื่องกันไปจนกลายเป็นอนุภาค และเกิดต่อพร้อมกันหลาย ๆ อนุภาค จนปรากฏเป็นกลุ่มอนุภาคซิลาเกาะบนผิวของไมเซลดังกล่าวจนมีลักษณะคล้ายช่อพริกไทย
4.1.4 ความแตกต่างระหว่างการใช้ TEOS และ silica slurry
การใช้ silica slurry ไม่มีผลต่อความเสถียรของน้ำยางขณะผสมดังเช่นที่เกิดกับการใช้ TEOS แต่ความสามารถในการกระจายตัวด้อยกว่าการใช้ TEOS อย่างเห็นได้ชัด โดยสังเกตจากผลของค่าความเป็นพลาสติกของคอมพอสิต การดูดซับช่วงคลื่นซิลิกาโดยใช้เครื่อง FTIR และผลของสันฐาณวิทยา |
|
เอกสาร Final Paper(s) |
|
