การปรับปรุงความต้านทานไฟฟ้าเชิงปริมาตรในโพลิเมอร์ผสมระหว่างโพลิไวนิลคลอไรด์/ยางไนไตรล์โดยการใช้สารเพิ่มความเสถียรและสารเพิ่มเนื้อ

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาถึงผลกระทบของปริมาณสารเพิ่มความเสถียรทางความร้อน (Lead stabilizer) สารเพิ่มเนื้อ (Calcined Kaolin clay) และยางไนไตรล์ (acrylonitrile butadiene rubber, NBR) ที่มีผลต่อค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าเชิงปริมาตร (volume resistivity, VR) ในโพลิเมอร์ผสมระหว่างโพลิไวนิลคลอไรด์กับยางไนไตรล์ (PVC/NBR) ซึ่งเป็นการศึกษาความสัมพันธ์ของค่า VR กับปริมาณสารที่ใช้โดยสามารถแบ่งเป็น 4 กลุ่ม คือ 1) ความสัมพันธ์ระหว่างค่า VR กับปริมาณสารเพิ่มความเสถียร 2) ความสัมพันธ์ระหว่างค่า VR กับปริมาณของสารเพิ่มความเสถียรและสารเพิ่มเนื้อ 3) ความสัมพันธ์ระหว่างค่า VR กับปริมาณสารเพิ่มความเสถียร และยางไนไตรล์ และ 4) ความสัมพันธ์ระหว่างค่า VR กับปริมาณสารเพิ่มความเสถียร, สารเพิ่มเนื้อและยางไนไตรล์ โดยงานวิจัยนี้ได้ทำการกำหนดปริมาณสารต่างๆ ข้างต้น โดยทำการผสมวัตถุดิบตามอัตราส่วนที่กำหนดแล้วนำไปขึ้นรูปบน TWO-ROLLS MILL เพื่อให้เป็นแผ่น (SHEET) แล้วเตรียมชิ้นงานเพื่อวัดค่า VR โดยใช้เครื่องวัดค่า VR จากการศึกษาพบว่า พีวีซีที่ผสมกับสารเพิ่มความเสถียรเมื่อไม่มีส่วนผสมของสารเพิ่มเนื้อและยางไนไตรล์ค่า VR จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณสารเพิ่มความเสถียร แต่เพิ่มในอัตราที่ไม่สูงนัก กรณีโพลิเมอร์ผสมของพีวีซีกับสารเพิ่มความเสถียร และสารเพิ่มเนื้อ พบว่า ค่า VR จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณของสารเพิ่มเนื้อที่เพิ่มขึ้นในอัตราที่สูง กรณีโพลิเมอร์ผสมของพีวีซีกับสารเพิ่มความเสถียรและยางไนไตรล์ พบว่า ค่า VR จะลดลงตามปริมาณยางไนไตรล์ที่เพิ่มขึ้นในอัตราที่ลดลงอย่างมาก ซึ่งอาจจะอาศัยภาพถ่ายที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องกราดลำแสง (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE, SEM) ในการอธิบายผลของค่า VR ที่ได้จากการทดลอง โดยชิ้นงานที่มีส่วนผสมของสารเพิ่มเนื้อจะสังเกตได้ว่ามีเกล็ดอนุภาคของสารเพิ่มเนื้อกระจายอยู่เต็มเนื้อพีวีซีของชิ้นงาน โดยบริเวณดังกล่าวน่าจะเป็นตัวขัดขวางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนซึ่งส่งผลให้ความเป็นฉนวนเพิ่มขึ้น จากความสัมพันธ์ระหว่างค่า VR กับปริมาณสารต่างๆ ดังกล่าวข้างต้น สามารถกำหนดอัตราส่วนผสมของพีวีซีคอมปาวด์สำหรับงานผลิตสายไฟ และสายเคเบิลได้คือ พีวีซีควรจะมีส่วนผสมของสารเพิ่มความเสถียร 3-4 phr, สารเพิ่มเนื้อ 15-20 phr และยางไนไตรล์ 15-30 phr จะทำให้ได้ค่า VR มากกว่าหรือเท่ากับ 10 13 โอห์ม.cm. ซึ่งเป็นค่าที่เหมาะสมที่จะใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าของสายไฟ และสายเคเบิล แต่ต้องคำนึงถึงสมบัติอื่นๆ เช่น สมบัติเชิงกล ความเสถียรต่อความร้อนและแสง สมบัติใช้งานที่อุณหภูมิสูงและต่ำราคา