ผลของโครงสร้างการทอเส้นใยคาร์บอนเสริมพอลิเบนซอกซาซีนเรซินต่อคุณสมบัติทางกล

บทคัดย่อ

จุดมุ่งหมายของงานวิจัยเพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุคอมพอสิท โดยใช้เบนซอกซาซีนเรซินเสริมแรงด้วยโครงสร้างการทอเส้นใยคาร์บอนลายขัดธรรมดา, ลายสองหรือลายทแยง และลายคาร์บอนทิศทางเดียว เพื่อใช้ในการพัฒนาเกราะกันกระสุนในส่วนของแผ่นหน้าหรือแผ่นปะทะที่มีน้ำหนักเบาและประสิทธิภาพสูง จากผลการทดลองในส่วนของสมบัติทางกลของวัสดุคอมพอสิทพอลิเบนซอกซาซีนเสริมแรงด้วยโครงสร้างการทอเส้นใยคาร์บอนลายสองหรือลายทแยงให้ค่าสูงที่สุด โดยค่าความแข็งแรงต่อแรงดัดโค้งและความต้านทานแรงกระแทกสูงสุดในชิ้นงานคอมพอสิท มีค่าเท่ากับ 763 เมกะปาสคาล และ 43 กิโลจูล/ตารางเมตร ตามลำดับ ซึ่งชิ้นงานคอมพอสิท หลังการทดสอบจะเกิดความเสียหายเป็นรูปโคนกดลึกบริเวณผิวหน้าคล้ายกับการยิงกระสุนปะทะวัสดุ ในส่วนของค่าความแข็งแรงต่อแรงดึงพบว่าในชิ้นงานคอมพอสิทเสริมแรงด้วยโครงสร้างการทอเส้นใยคาร์บอนทิศทางเดียวมีค่าสูงสุดเท่ากับ 517 เมกะปาสคาล เนื่องจากมีความหนาแน่นและจำนวนของเส้นใยคาร์บอนที่สูง และเส้นใยคาร์บอนมีทิศทางในแนวเดียวกับแรงดึง จากสมบัติทางกายภาพพบว่าพอลิเบนซอกซาซีนเมตริกยึดติดได้ดีกับทุกโครงสร้างการทอเส้นใยคาร์บอน ตรวจสอบโดยโครงสร้างสัณฐานของวัสดุคอมพอสิท นอกจากนี้วัสดุคอมพอสิทพอลิเบนซอกซาซีนเสริมแรงด้วยโครงสร้างการทอเส้นใยคาร์บอนลายสองหรือลายทแยงที่มีสมบัติความหนาแน่นต่ำ จะมีความแข็งแรงต่อแรงดัดโค้งและความต้านทานแรงกระแทกสูงที่สุด เนื่องจากโครงสร้างการทอ 2 มิติ มีความสามารถในการส่งผ่านภาระ ได้พร้อมกันทั้ง 2 ทิศทาง ในแนวตามยาวและตามขวาง จึงมีความทนทานต่อการเปลี่ยนรูป การรับและกระจายแรงได้ดี  นอกจากนี้ลักษณะโครงสร้างการทอเส้นใยคาร์บอนลายสองหรือลายทแยงมีจุดสัมผัสแรงเสียดทาน การหยักของเส้นใย และจุดการสอดประสานกัน ที่น้อยกว่าโครงสร้างการทอเส้นใยลักษณะอื่น ซึ่งส่งผลให้มีคุณสมบัติทางกลที่สูงขึ้น จึงเหมาะสำหรับนำมาพัฒนาเกราะแข็งกันกระสุนจากวัสดุพอลิเมอร์คอมพอสิทในส่วนของแผ่นหน้าหรือแผ่นปะทะ