การเตรียมและสมบัติเชิงกลของผ้าฝ้าย/เซลลูโลสคอมพอสิต

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อที่จะศึกษาวิธีการเตรียมคอมพอสิตโดยใช้ผ้าฝ้ายทอเป็นสารเสริมแรงโดยการใช้สารละลายจากไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสที่เตรียมได้จากการนำไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสมาแช่ใน น้ำกลั่น แอซีโตน และ เอ็นเอ็นไดเมทิลอะเซทาไมด์ แต่ละชนิดเป็นเวลา 24 ชั่วโมงตามลำดับที่อุณหภูมิห้อง และเตรียมสารละลายโดยใช้ลิเธียมคลอไรด์ปริมาณ 8 กรัม ต่อ 100 มิลลิลิตรของ เอ็นเอ็นไดเมทิลอะเซทาไมด์ หลังจากนั้นนำไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสที่เตรียมไว้มาละลายในสารละลายผสมระหว่างลิเธียมคลอไรด์และ เอ็นเอ็นไดเมทิลอะเซทาไมด์ เป็นระยะเวลา 7 วัน เพื่อให้ได้สารละลายเซลลูโลสที่มีลักษณะเป็นสารละลายใส โดยสารละลายใสนี้จะทำหน้าที่เป็นเมทริกซ์ในคอมพอสิต จากนั้นขึงผ้าฝ้ายที่ขอบผ้าด้านบนและด้านล่างเพื่อยึดผ้าฝ้ายกับเฟรมแก้ว แล้วเทสารละลายเซลลูโลสที่ขอบด้านบนของผ้าที่ขึงไว้ ใช้ลูกกลิ้ง wire bar coater กลิ้งสารละลายเซลลูโลสลงบนผ้า ทิ้งให้แห้งที่อุณหภูมิห้อง และนำคอมพอสิตที่เตรียมได้ไปแช่ในเมทานอล เพื่อกำจัดสารละลายที่ตกค้างเคลือบบนพื้นผิวผ้าฝ้ายทอ ต่อจากนั้นเตรียมคอมพอสิตเสริมแรงด้วยผ้าสองชั้นโดย วางมุมองศาผ้า 0 45 และ 90 องศา และศึกษาสมบัติเชิงกล สมบัติทางกายภาพ และเสถียรภาพทางความร้อนของคอมพอสิตที่เตรียมได้ ด้วยเครื่องทดสอบอเนกประสงค์ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และเครื่องวิเคราะห์น้ำหนักภายใต้ความร้อน พบว่าคอมพอสิตที่เสริมแรงด้วยผ้าฝ้ายทอชั้นเดียวและสองชั้น มีค่าความทนแรงดึงและมอดุลัสของยังที่ต่ำกว่าของฟิล์ม การยืดตัวออก ณ จุดขาดของคอมพอสิตที่เสริมแรงด้วยผ้าฝ้ายทอลายขัดทอแน่นและผ้าทอลายสอง ให้ค่าที่สูงกว่าของคอมพอสิตที่เสริมแรงด้วยผ้าฝ้ายทอลายขัดทอห่างและฟิล์มไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลส ความเหนียวคอมพอสิตที่เสริมแรงด้วยผ้าฝ้ายทอลายต่างๆมีค่าสูงกว่าฟิล์ม เพราะมีเส้นใยช่วยดูดซับแรงดึงได้ดีกว่าฟิล์ม ส่วนเสถียรภาพทางความร้อนของคอมพอสิตนั้นมีค่าลดลง เนื่องจากเมทริกซ์ที่ใช้ในงานวิจัยนี้มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ค่อนข้างต่ำ และได้มาจากการเปลี่ยนโครงสร้างของเซลลูโลสจากเซลลูโลส I เป็นเซลลูโลสแบบอสัณฐาน