การพัฒนาคอมพอสิตยางธรรมชาติที่เติมเส้นใยเซลลูโลสจากชานอ้อย

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงสมบัติของคอมพอสิตยางธรรมชาติโดยเสริมแรงด้วยเส้นใยเซลลูโลสที่ได้จากกากชานอ้อย การทดลองเริ่มจากการสกัดเส้นโยเซลลูโลสจากกากชานอ้อยด้วยการบำบัดด้วยกรด ด่าง และตามด้วยการฟอกสีร่วมกับการใช้แรงเชิงกล จากนั้นทำการดัดแปรพื้นผิวเส้นใยเซลลูโลสด้วยสารคู่ควบไซเลนชนิด บิส[(3-ไตรเอทอกซีไซลิล)โพรพิล]เตตระซัลไฟด์ (TESPT) และเอ็น-(3-(ไตรเอทอกซี่ไซลิล)โพรพิล)เอทิลีนไดเอมีน (TMPES) เพื่อเพิ่มความเข้ากันได้กับยาง ผลการทดลองพบว่าการเติมเส้นใยเซลลูโลสที่ดัดแปรพื้นผิวด้วย TESPT ส่งผลให้ปฏิกิริยาการวัลคาไนเซชันของคอมพอสิตยางธรรมชาติเกิดได้เร็วขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากกำมะถันที่อยู่ในโมเลกุลสารคู่ควบไซเลนซึ่งสามารถเกิดปฏิกิริยาการวัลคาไนเซชันและเกิดการเชื่อมโยงกับสายโซ่โมเลกุลยาง การดัดแปรพื้นผิวเส้นใยด้วยสารคู่ควบไซเลน TESPT สามารถปรับปรุงความเข้ากันได้บริเวณผิวประจัญของยางกับเส้นใยให้ดีขึ้นซึ่งพิสูจน์ได้จากภาพถ่ายสัณฐานวิทยา เนื่องจากคอมพอสิตยางธรรมชาติมีปริมาณพันธะเชื่อมโยงเพิ่มขึ้นและยางเข้ากันกับเส้นใยดีขึ้น ทำให้ความต้านทานต่อแรงดึงและการฉีกขาดสูงกว่าการใช้เส้นใยที่ไม่ผ่านการดัดแปรพื้นผิว โดยปริมาณเส้นใยที่เหมาะสมในการเสริมแรงยางธรรมชาติอยู่ที่ 2 phr จากการศึกษาผลของชนิดสารคู่ควบไซเลนต่อสมบัติของคอมพอสิตยางธรรมชาติ พบว่าการใช้ TMPES ส่งผลให้ค่าเวลายางสกอชกับเวลายางสุกยาวกว่ารวมไปถึงปริมาณพันธะเชื่อมโยงที่ต่ำกว่าการใช้ TESPT ทั้งนี้เนื่องจาก TMPES ไม่มีองค์ประกอบของกำมะถัน ดังนั้นความแข็งแรงบริเวณผิวประจัญจึงค่อนข้างต่ำกว่า ส่งผลให้สมบัติเชิงกลของคอมพอสิตยางธรรมชาติที่เสริมแรงด้วยเส้นใยเซลลูโลสดัดแปรด้วย TMPES ด้อยกว่าการดัดแปรด้วย TESPT