คุณสมบัติเชิงกลและปัจจัยการฉีดขึ้นรูปสำหรับโพลิเมอร์ ผสมระหว่างโพลิโพรพิลีน และโพลิเอมีด-6 ที่มีเอทิลีน-โพรพิลีน-ไดอีน โคโพลิเมอร์เป็นตัวช่วยผสม

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาถึงอิทธิพลของสัดส่วนผสมของโพลิเมอร์ และตัวแปรฉีดขึ้นรูปที่มีผลต่อคุณสมบัติเชิงกล และอัตราการฉีดขึ้นรูป โดยวัสดุที่ศึกษา คือ โพลิเมอร์ผสมระหว่างโพลิโพรพิลีน (Polypropylene:PP) และโพลิเอมีด-6 (Polyamides-6:PA-6) ที่มี EPDM (Ethylene-Propylene-Diene Copolymer) เป็นตัวประสาน โดยศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ ได้แก่ อัตราการไหล และความหนาแน่น คุณสมบัติเชิงกล ได้แก่ ความทนต่อแรงดึงโมดูลัสความยืดหยุ่น เปอร์เซ็นต์ความยืดหยุ่น ความแข็ง และความทนต่อแรงกระแทก การทดลองแบ่งเป็น 2 ขั้นตอน ดังนี้ (1) ศึกษาอัตราการไหลของโพลิเมอร์ผสมและอุณหภูมิในการฉีดขึ้นรูป นำโพลิเมอร์ผสมประกอบด้วยสัดส่วน ของ PP และ PA-6 ระหว่าง 0-100% โดยน้ำหนัก และ EPDM มาผสม ในสัดส่วนระหว่าง 0-15% โดยน้ำหนัก ชิ้นงานได้จากการฉีดขึ้นรูปโดยใช้เครื่องฉีดขึ้นรูป (Injection Moulding) (2) ศึกษาอิทธิพลของสัดส่วนผสมของโพลิเมอร์และตัวแปรฉีดขึ้นรูปที่มีผลต่อคุณสมบัติเชิงกายภาพและเชิงกล และอัตราการฉีดขึ้นรูป โดย ตัวแปรที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ คือ แรงดันดันกลับ เวลาเย็นตัว แรงดันรักษาให้ชิ้นงานอยู่ในแม่พิมพ์ เวลารักษาให้ชิ้นงานอยู่ในแม่พิมพ์แรงดันฉีด ความเร็วฉีด อุณหภูมิหัวฉีด และความเร็วรอบสกรู ผลการทดลองในขั้นตอนแรกพบว่าโพลิเมอร์ผสม PP/PA-6/EPDM สามารถฉีดขึ้นรูปที่อุณหภูมิระหว่าง 225-245 ํC อุณหภูมิที่หัวฉีดมีผลต่อค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของโพลิเมอร์ผสมคือ 245 ํC สำหรับเวลาเย็นตัว เวลารักษาให้ชิ้นงานอยู่ในแม่พิมพ์และชนิดของโพลิเมอร์มีผลต่ออัตราการฉีดขึ้นรูป โพลิเมอร์ผสม PP/PA-6/EPDM (30/70/15) ซึ่งให้ค่าความทนต่อแรงกระแทกสูงสุดเท่ากับ 7.07 กิโลจูล/ตร.ม. จะใช้รอบเวลาการฉีดขึ้นรูปนาน 30 วินาที โดยต้องทำการฉีดขึ้นรูปที่แรงดันดันกลับ 3 บาร์ เวลาเย็นตัว 12 วินาที แรงดันรักษาให้ชิ้นงานอยู่ในแม่พิมพ์ 12 บาร์ เวลารักษาให้ชิ้นงานอยู่ในแม่พิมพ์ 1 วินาที แรงดันฉีด 25 บาร์ ความเร็วฉีด 30 เปอร์เซ็นต์ อุณหภูมิหัวฉีด 225 องศาเซลเซียส และความเร็วรอบสกรู 25 รอง/นาที คุณสมบัติของโพลิเมอร์ผสมจะแปรไปตามโพลิเมอร์ที่มีปริมาณมากกว่า เมื่อเติม EPDM เข้าไปจะทำให้อัตราการไหล ความหนาแน่น ความทนต่อแรงดึง โมดูลัสความยืดหยุ่น และความแข็งลดลง แต่จะทำให้เปอร์เซ็นต์ความยืดหยุ่นและความทนต่อแรงกระแทกเพิ่มขึ้น โครงสร้างจุลภาคของโพลิเมอร์ผสม PP/PA-6 จะมีลักษณะเป็นสองเฟสอย่างชัดเจนเมื่อ PP มีปริมาณน้อยกว่า 50% โดย PP จะกระจายเป็นเม็ดกลมอยู่บนเนื้อพื้นของ PA-6 เมื่อเติม EPDM เข้าไป จะทำให้โพลิเมอร์ทั้งสองเข้ากันได้ดีขึ้นและมีการรวมตัวกันมากขึ้น