การเตรียมและศึกษาสมบัติของโฟมพอลิสไตรีนรีไซเคิล/เถ้าลอย PCC คอมโพสิต เพื่อใช้เป็นวัสดุป้องกันการประทุของไฟฟ้าสถิต (Preparation and Characterizations of Recycled Polystyrene Foam/PCC fly-ash Composite for Use as Anti-electrostatic Discharge Material)

Abstract

คอมโพสิตจากโฟมพอลิสไตรีนกับเถ้าลอย PCC เตรียมขึ้นจากโฟมพอลิสไตรีนใช้แล้วผสมกับเถ้าลอย PCC (ร้อยละ 0 10 20 30 และ 40 โดยน้ำหนัก) ในตัวทำละลายโทลูอีน โดยวิธีหล่อเป็นฟิล์มจากสารละลาย (Solution casting technique) วิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีของฟิล์มคอมโพสิตที่เตรียมได้ด้วยเทคนิคฟูริเออร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโตรสโกปี จากนั้นศึกษาสมบัติเชิงกล ลักษณะทางสัณฐานวิทยา ค่ามุมสัมผัสของน้ำ และค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าเชิงพื้นผิว ผลการศึกษาพบว่าฟิล์มคอมโพสิตมีค่าระยะยืด ณ จุดขาดเพิ่มขึ้น แต่มีค่ามอดูลัสของยังลดลงเมื่อปริมาณเถ้าลอย PCC เพิ่มขึ้น การวิเคราะห์สัณฐานวิทยาด้วยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่าอนุภาค Fe₂O₃ และ SiO₂ ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักในเถ้าลอย PCC มีการกระจายตัว อย่างสม่ำเสมอในฟิล์มคอมโพสิต นอกจากนี้ยังพบว่าค่ามุมสัมผัสของน้ำและค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าเชิงพื้นผิวของฟิล์มพอลิสไตรีน คอมโพสิตลดลงเมื่อปริมาณเถ้าลอย PCC เพิ่มขึ้น โดยค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าเชิงพื้นผิวของฟิล์มคอมโพสิตลดลงจาก 1.03×10¹¹ เป็น 5.93×10¹⁰ Ω/square เมื่อเพิ่มปริมาณเถ้าลอย PCC จากร้อยละ 10 เป็นร้อยละ 40 โดยน้ำหนัก แสดงให้เห็นว่าฟิล์มคอมโพสิตที่เตรียมขึ้นมีสมบัติป้องกันการประทุของไฟฟ้าสถิต (Electrostatic discharge) ได้

Composites with various formulations were prepared from recycled polystyrene foam and pulverized coal combustion (PCC) fly ash by solution casting technique, using toluene as a solvent. PCC fly ash content was varied from 0 to 40 %wt. Chemical structure of the composite film was investigated by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR). Tensile properties, morphology, water contact angle, and surface resistivity were also examined. The experimental results showed that with the increment of PCC fly ash content, the elongation at break of the composites increased while the Young’s modulus decreased. SEM images of the polystyrene/PCC fly ash composites exhibited good dispersion of Fe₂O₃ and SiO₂ particles in polystyrene matrix. Moreover, it was found that water contact angle and surface resistivity of the composites decreased with increasing PCC fly ash content. The surface resistivity of the composites was reduced from 1.03×10¹¹ to 5.93×10¹⁰ Ω/square as the PCC fly ash content increased from 10 to 40 %wt. These imply that the proposed recycled polystyrene foam/PCC fly ash composites can be potentially used as anti-electrostatic discharge materials.