สมบัติการทนต่อแรงกระแทกและสัณฐานวิทยาของวัสดุเชิงประกอบพอลิเอทิลีนผสมเส้นใยธรรมชาติด้วยกระบวนการขึ้นรูปแบบหมุนเหวี่ยง

Authors

  • ศิรประภา ดีประดิษฐ์ อาจารย์, มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา เลขที่ 96 ถนนปรีดีพนมยงค์ ตำบลประตูชัย อำเภอพระนครศรีอยุธยา จังหวัดพระนครศรีอยุธยา 13000
  • ณัฏฐพล ศรีช่วงโชติ นักวิทยาศาสตร์, มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา เลขที่ 96 ถนนปรีดีพนมยงค์ ตำบลประตูชัย อำเภอพระนครศรีอยุธยา จังหวัดพระนครศรีอยุธยา 13000
  • จักรภพ คงสมแสวง นักศึกษา, มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา เลขที่ 96 ถนนปรีดีพนมยงค์ ตำบลประตูชัย อำเภอพระนครศรีอยุธยา จังหวัดพระนครศรีอยุธยา 13000
  • วรายุส ทรัพย์พล นักศึกษา, มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา เลขที่ 96 ถนนปรีดีพนมยงค์ ตำบลประตูชัย อำเภอพระนครศรีอยุธยา จังหวัดพระนครศรีอยุธยา 13000
  • สุพัฒน์ สารอรรถ นักศึกษา, มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา เลขที่ 96 ถนนปรีดีพนมยงค์ ตำบลประตูชัย อำเภอพระนครศรีอยุธยา จังหวัดพระนครศรีอยุธยา 13000

Keywords:

composites materials, impact strength, morphology, rotational molding Process

Abstract

Research on impact strength and morphology of natural fiber-reinforced composite materials from the rotational molding process aimed to determine the appropriate ratio of banana fibers to polyethylene for process formation. Additionally, the impact resistance and morphological characteristics of polyethylene products reinforced with banana fibers were examined. The percentage of banana peel fibers by weight at 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, and 50% was examined, including the combination of untreated banana fibers and treated fibers with a silane coupling agent. The results showed that the impact strength of polyethylene composite reinforced with untreated banana fibers was not modified. The values were as follows: 3.96, 5.33, 4.18, 3.74, 2.11, and 1.03 kJ/m², and the silane coupling agent-modified polyethylene composite reinforced with banana fibers. The values were as follows: 3.96, 5.57, 4.87, 3.74, 2.90, and 1.20 kJ/m², the optimal ratio is 10% by weight. Composites based on fibers modified with silane have higher impact resistance values than composites using unmodified fibers in all ratios. Morphological tests revealed that the beam emission of electrons has demonstrated that adding silane dual agents to the fiber surface can enhance adhesion at the polyethylene-banana leaf fiber interface, improving the mechanical characteristics of the composite material.

References

Kangishwar S, Radhika N, Sheik AA, Chavali A, Hariharan S. A comprehensive review on polymer matrix composites: material selection, fabrication, and application. Polymer Bulletin 2023;80:47-87. doi: 10.1007/s00289-022-04087-4.

Chairi M, Bahaoui J, Hanafi I, Mata CF, Di BG. Composite materials: A review of polymer and metal matrix composites, their mechanical characterization, and mechanical properties. In: Li L, Pereira A, Pereira AL, editors. Next Generation Fiber-Reinforced Composites - New Insights. London, UK: IntechOpen; 2023.

Kamarudin SH, Mohd Basri MS, Rayung M, Abu F, Ahmad S, Norizan MN, et al. A review on natural fiber reinforced polymer composites (NFRPC) for sustainable industrial applications. Polymers 2022;14(17):3698. doi: 10.3390/polym14173698.

Thomas S, Paul SA, Pothan LA, Deepa B. Natural fibres: structure, properties and applications. In: Kalia S, Kaith BS, Kaur I, editors. Berlin, German: Springer; 2011. p. 3-42.

Khan MZ, Sarkar MAR, Forhad Ibne Al Imam M, O.Malinen R. Fiber morphology and pulping study of banana pseudo-stem. International Journal of Fiber and Textile Research 2013;3(1):31-5.

Li W, Zhang Y, Li J, Zhou Y, Li R, Zhou W. Characterization of cellulose from banana pseudo-stem by heterogeneous liquefaction. Carbohydrate Polymers 2015;132:513-9. doi: 10.1016/j.carbpol.2015.06.066.

Hanana FE, Rodrigue D, Rotational molding of polymer composites reinforced with natural fibers. Plastics Engineering 2015;71(7):28-31.

Yadav J, Ramkumar P, Parwani A. A comprehensive review to evaluate the consequences of material, additives, and parameterization in rotational molding. Journal of Polymer Research 2023;30:231. doi: 10.1007/s10965-023-03591-z.

Arribasplata-Seguin A, Quispe-Dominguez R, Tupia-Anticona W, Acosta-Sullcahuaman J. Rotational molding parameters of wood-plastic composite materials made of recycled high density polyethylene and wood particles. Composites Part B: Engineering 2021; 217:108876. doi: 10.1016/j.compositesb.2021.108876.

Srichuangchote N, Surin P, Wong-on J. Effect of fiber content and surface treatment on the mechanical properties of sisal fiber composites produced by rotational molding. In: Proceedings of the 8th National Conference on Industrial Operations Development; 2017 May 19; Bangkok, Thailand. p.144-9. (In Thai)

Deepradit S, Srichuangchote N, Kongsomsawang J, Sapphon W, Sara-ud S. A study of tensile properties of reinforced polyethylene composite with banana fibers by rotational molding process. ARU Journal Science and Technology 2022;4(2):16-28. (In Thai)

Wang Q, Chen T, Wang X, Zheng Y, Zheng J, Song G, et al. Recent progress on moisture absorption aging of plant fiber reinforced polymer composites. Polymers 2023; 15(20):4121. doi: 10.3390/polym15204121.

Dassanayake RS, Acharya S, Abidi N. Biopolymer-based materials from polysaccharides: properties, processing, characterization and sorption applications. In: Edebali S, editor. Advanced Sorption Process Applications. London, UK: IntechOpen; 2019.

Molla A, Moyeen AA, Mashfiqua Mahmud R, Haque MJ. Plant fiber-reinforced green composite: a review on surface modification, properties, fabrications and applications. Materials Open Research 2024;3:6. doi: 10.12688/materialsopenres.17651.1.

Athijayamani, A, Thiruchitrambalam M, Natarajan U, Pazhanivel B. Effect of moisture absorption on the mechanical properties of randomly oriented natural fibers/polyester hybrid composite. Materials Science and Engineering A 2009;517(1):344-53.

Gupta MK, Singh R. PLA-coated sisal fibre-reinforced polyester composite: water absorption, static and dynamic mechanical properties. Journal of Composite Materials 2019;53(1):65-72.

Akil HM, Santulli C, Sarasini F, Tirillo J, Valente T. Environmental effects on the mechanical behaviour of pultruded jute/glass fibre-reinforced polyester hybrid composites. Composites Science and Technology 2014;94:62-70.

Downloads

Published

2024-12-25

Issue

Section

บทความวิจัย (Research Article)