ยางธรรมชาติเสริมแรงด้วยซิลิกาปริมาณสูงที่เกิดขึ้นผ่านกระบวนการโซล-เจลในน้ำยาง

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้สังเคราะห์อินซิทูซิลิกาในน้ำยางธรรมชาติโดยปฏิกิริยาโซล-เจล ให้มีปริมาณสูงและมีการกระจายตัวของอนุภาคซิลิกาในตัวกลางยางธรรมชาติที่ดี โดยศึกษาผลของตัวแปรต่างๆ ของปฏิกิริยาโซล-เจลที่มีต่อปริมาณอินซิทูซิลิกา เช่น ปริมาณของ TEOS อัตราส่วนโดยโมลของน้ำต่อ TEOS เวลาในการเกิดปฏิกิริยา และอุณหภูมิในการเกิดปฏิกิริยา พบว่า ภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์อินซิทูซิลิกาให้ได้ปริมาณสูงสุดคือ ปริมาณ TEOS เท่ากับ 200 ส่วนในร้อยส่วนของเนื้อยาง (phr) อัตราส่วนโดยโมลของน้ำต่อ TEOS ที่ 28.91:1 ทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้อง ปฏิกิริยาจะเข้าสู่สมดุลเวลา 1 วัน สามารถสังเคราะห์อินซิทูซิลิกาได้สูง 53.61 phr หรือ 34.9 % หลังจากนั้นศึกษาสมบัติต่าง ๆ ของวัสดุคอมพอสิต ได้แก่ ลักษณะการคงรูป สมบัติเชิงกล สมบัติเชิงพลวัติ และสมบัติเชิงความร้อนของยาง เปรียบเทียบกับคอมพอสิตยางธรรมชาติที่เสริมแรงด้วยซิลิกาเกรดการค้า พบว่าเมื่อเสริมแรงคอมพอสิตยางธรรมชาติด้วยอินซิทูซิลิกาสามารถปรับปรุงสมบัติต่างๆ ของยางได้ดีกว่าคอมพอสิตยางธรรมชาติที่เสริมแรงด้วยซิลิกาเกรดการค้า รวมทั้งให้การกระจายตัวของอนุภาคอินซิทูซิลิกาที่สม่ำเสมอกว่าคอมพอสิตยางธรรมชาติที่เสริมแรงด้วยซิลิกาเกรดการค้า วิเคราะห์ลักษณะการกระจายตัวของอนุภาคซิลิกาโดยกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราด นอกจากนั้นศึกษาผลของการเติมสารคู่ควบไซเลน พบว่าคอมพอสิตยางธรรมชาติที่เสริมแรงด้วยอินซิทูซิลิกาให้คุณสมบัติต่าง ๆ ที่ดีโดยไม่จำเป็นต้องใช้สารคู่ควบไซเลน ในขณะที่คอมพอสิตยางธรรมชาติที่เสริมแรงด้วยซิลิกาเกรดการค้าจำเป็นต้องใช้สารคู่ควบไซเลน