การผลิตคอมพอสิตยางธรรมชาตินำไฟฟ้าเติมด้วยเศษแกรไฟต์ดัดแปรทางเคมี

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการดัดแปรผงแกรไฟต์ที่เหลือจากอุตสาหกรรมหลอมโลหะ เพื่อใช้เป็นสารตัวเติมใน คอมพอสิตยางธรรมชาติ ผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชัน (วิธีการ Hummers) และรีดักชันของกรดแอล-แอสคอร์บิก ผงแกรฟีนที่ได้ถูกวิเคราะห์โดยเทคนิคการวิเคราะห์หาธาตุ CHN การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ ฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปคโตรโฟโทมิเตอร์ สเปคโตรสโคปีของอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยด้วยรังสีเอกซ์ พื้นที่ผิวจำเพาะของ BET กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน และ four-point probe พบว่าผงแกรฟีนที่ได้มีปริมาณออกซิเจนลดลง แผ่นแกรฟีนมีความเป็น single layer sheet มากขึ้น ส่งผลให้ค่าการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นประมาณ 1.96 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับผงแกรไฟต์ก่อนการดัดแปร ค่าการนำไฟฟ้าของคอมพอสิตยางธรรมชาติพบว่าคอมพอสิตยางธรรมชาติผสมกับผงแกรฟีนแสดงสัดส่วนวิกฤตที่ 5 phr ให้ค่าการนำไฟฟ้าเท่ากับ 9.06×10-6 S/m ซึ่งใกล้เคียงกับการใช้คาร์บอนแบล็กเกรดนำไฟฟ้าเป็นสารตัวเติม (5 phr, 8.15×10-6 S/m) และสามารถนำไฟฟ้าได้ดีกว่าการใช้คาร์บอนแบล็กเกรด N339 (25 phr, 2.35×10-7 S/m) นอกจากนี้สมบัติเชิงกลของคอมพอสิตยางธรรมชาติผสมร่วมกับผงแกรฟีนมีค่าใกล้เคียงกับการใช้คาร์บอนแบล็กเกรดนำไฟฟ้าและคาร์บอนแบล็กเกรด N339 เป็นสารตัวเติม