นาโนคอมพอสิตของยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์และแฮลอยไซต์นาโนทิวบ์

Abstract

การดัดแปรโครงสร้างของยางธรรมชาติด้วยกระบวนการอิพ็อกซิเดชัน ให้มีหมู่อิพ็อกไซด์ระดับปานกลางประมาณร้อยละ 30 เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความต้านทานน้ำมันสูงกว่าบางธรรมชาติแต่ยังคงสามารถรักษาสภาพยืดหยุ่นไว้ได้ และใส่สารเสริมแรงเพื่อปรับปรุงสมบัติเชิงกลของยาง ซึ่งโดยทั่วไปนิยมใช้คาร์บอนแบล็กเป็นสารเสริมแรง หากแต่ต้องใช้ปริมาณมากจึงจะแสดงประสิทธิภาพของการเสริมแรง ซึ่งทำให้เกิดปัญหาในขั้นตอนการผสมและการทำให้กระจายตัว สารเสริมแรงอาจเกาะกันเป็นกลุ่มก้อนได้ ทำให้สมบัติเชิงกลไม่ได้รับการปรับปรุง ปัจจุบันนาโนเทคโนโลยีได้เข้ามามีบทบาทเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด โดยการใส่สารเสริมแรงที่มีขนาดอนุภาคระดับนาโนแม้เพียงปริมาณเล็กน้อย (ไม่เกินร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก) มีผลปรับปรุงสมบัติเชิงกลของยางให้ดีขึ้น ซึ่งในงานวิจัยนี้จะใช้แฮลอยไซต์นาดนทิวบ์ ในปริมาณ 1-5 ส่วนโดยน้ำหนักต่อยางร้อยส่วน ผลการทดลอง การเตรียมยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ ผ่านกระบวนการ ‘อินซิทู’ อิพ็อกซิเดชันยางธรรมชาติด้วยกรดเปอร์ฟอร์มิกที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างกรดฟอร์มิกและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่อัตราส่วนโดยโมลของหน่วยไอโซพรีนเท่ากับ 0.75:0.75 ที่ 50 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ชั่วโมง และวัดสเปกตรัมของยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ด้วย FT-IR พบหมู่อิพ็อกซิไดซ์ ที่เลขคลื่น 875.69 และ 1,250 cm⁻¹ และสามารถหาร้อยละโดยโมลอิพ็อกซิเดชันได้ประมาณ 30 อย่างไรก็๖มจากสถานการณ์เกิดการระบาดของไวรัสโควิด -19 ทำให้ไม่สามารถดำเนินงานวิจัยให้เสร็จสมบูรณ์ จึงไม่มีผลการใช้แฮลอยไซต์นาโนทิวบ์ในการปรับปรุงสมบัติเชิงกล จากการศึกษาข้อมูลการใช้แฮลอยไซต์นาโนทิวบ์เป็นสารเสริมแรงในยางธรรมชาติ คาดการณ์ได้ว่าการเติมแฮลอยไซต์นาโนทิวบ์ในปริมาณที่เหมาะสมสามารถปรับปรุง สมบัติความทนแรงดึง มอดุลัสเสถียรภาพทางความร้อน และความต้านทานน้ำมันของทั้งยางธรรมชาติ และยางธรรมชาติอิพ็อกซิไดซ์ได้