การศึกษาคุณสมบัติการใช้งานของพลาสติกชีวภาพสำหรับชิ้นส่วนยานยนต์

Abstract

จากผลวิกฤติการณ์ภาวะโลกร้อน อุตสาหกรรมรถยนต์มีความจำเป็นต้องพิจารณาเลือกใช้พลาสติกชีวภาพซึ่งถูกย่อยสลายง่าย เพื่อทดแทนพลาสติกที่ใช้ทำชิ้นส่วนตกแต่งภายในรถยนต์ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบคุณสมบัติการใช้งานของพลาสติกชีวภาพ (เม็ดพลาสติกพอลิไตรเมทิลีน เทเรฟทาเลตเสริมแรงด้วยกล๊าสไฟเบอร์ 15 % (P15) และ 30% (P30) ตามลำดับ) และพลาสติก ABS ซึ่งใช้อยู่ในปัจจุบัน โดยในการทดสอบได้แบ่งออกเป็นสองกลุ่มคือ 1) วัสดุก่อนผ่านการเคลือบฟิล์ม และ 2) วัสดุหลังการเคลือบฟิล์มจากนั้นนำวัสดุทั้งสองกลุ่มมาทดสอบการสลายตัวด้วยความร้อน (Thermogravimetric Analysis: TGA) และแบ่งชิ้นงานบางส่วนผ่านแสงยูวี ที่ความเข้มแสง 2.36, 3.54, และ 4.72 mW/cm2 ตามลำดับ และบางส่วนนำไปอบที่อุณหภูมิและความชื้นต่างๆ หลังจากนั้นนำชิ้นงานทดสอบคุณสมบัติการหลุดลอกฟิล์มและคุณสมบัติเชิงกลต่างๆ ได้แก่ การทนแรงดึง โมดูลัสการยืดหยุ่น แรงดึงที่จุดคลาก อัตราการยืดตัว และความทนทานต่อแรงกระแทก ผลการศึกษาพบว่า (1) วัสดุทั้ง 3 ชนิด เริ่มสลายตัวด้วยความร้อนที่อุณหภูมิใกล้เคียงกันที่ 340ºC (2) ความเข้มของแสงยูวีและเวลาที่ใช้มีผลต่อคุณสมบัติเชิงกลอย่างมีนัยสำคัญโดยการเพิ่มขึ้นของเวลาและความเข้มแสงยูวีมีผลทำให้ค่าโมดูลัสของชิ้นงานเพิ่มขึ้นขณะที่อัตรายืดและความทนทานต่อแรงกระแทกลดลงรวมถึงการเปลี่ยนแปลงสีและความมันวาวโดยที่การเคลือบฟิล์มไม่มีผลต่อการเสื่อมสภาพของวัสดุ (3) อุณหภูมิและความชื้นไม่มีผลต่อการหลุดลอกของฟิล์ม และ (4) ชิ้นงาน P30 ที่ผ่านการเคลือบฟิล์มให้ผลสมรรถนะระหว่างคุณสมบัติเชิงกลและราคามีความเหมาะสมในการทดแทนวัสดุ ABS มากที่สุด