สมบัติการทนต่อแรงกระแทกและสัณฐานวิทยาของวัสดุเชิงประกอบพอลิเอทิลีนผสมเส้นใยธรรมชาติด้วยกระบวนการขึ้นรูปแบบหมุนเหวี่ยง
คำสำคัญ:
composites materials, impact strength, morphology, rotational molding Processบทคัดย่อ
งานวิจัยเรื่องการศึกษาสมบัติการทนต่อแรงกระแทกและสัณฐานวิทยาของวัสดุเชิงประกอบพอลิเอทิลีนผสมเส้นใยกาบกล้วยจากกระบวนการขึ้นรูปแบบหมุนเหวี่ยง มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างเส้นใยกาบกล้วยและพอลิเอทิลีนสำหรับการขึ้นรูปด้วยกระบวนการหมุนเหวี่ยง และทดสอบสมบัติการทนต่อแรงกระแทกและสัณฐานวิทยาของผลิตภัณฑ์พอลิเอทิลีนผสมที่เสริมแรงด้วยเส้นใยกาบกล้วย โดยศึกษาอัตราส่วนของเส้นใยกาบกล้วยที่ 0%, 10%, 20%, 30%, 40% และ 50% โดยน้ำหนัก และศึกษาส่วนผสมของเส้นใยกาบกล้วยที่ไม่ผ่านการดัดแปลงผิวและเส้นใยกาบกล้วยที่ผ่านการดัดแปลงผิวด้วยสารคู่ควบไซเลน ผลการวิจัยพบว่าสมบัติการทนต่อแรงกระแทกของพอลิเอทิลีนคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยกาบกล้วยที่ไม่ผ่านการดัดแปลงผิวมีค่า 3.96, 5.33, 4.18, 3.74, 2.11, และ 1.03 kJ/m² ตามลำดับ และพอลิเอทิลีนคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยกาบกล้วยที่ผ่านการดัดแปลงผิวด้วยสารคู่ควบไซเลน มีค่า 3.96, 5.57, 4.87, 3.74, 2.90 และ 1.20 kJ/m² ตามลำดับ ซึ่งอัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุด คือ 10% โดยน้ำหนัก วัสดุผสมที่ใช้เส้นใยที่ผ่านการดัดแปลงผิวด้วยสารคู่ควบไซเลนมีค่าการทนต่อแรงกระแทกที่สูงกว่าวัสดุผสม
ที่ใช้เส้นใยที่ไม่ผ่านการดัดแปลงผิวในทุกอัตราส่วน สำหรับการทดสอบสัณฐานวิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด แสดงให้เห็นว่าการดัดแปลงผิวเส้นใยด้วยสารคู่ควบไซเลนสามารถช่วยปรับปรุงการยึดเกาะบริเวณผิวระหว่างเส้นใยกาบกล้วยและพอลิเอทิลีนให้ดีขึ้นทำให้วัสดุผสมมีสมบัติเชิงกลที่เพิ่มสูงขึ้น
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
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2024 มหาวิทยาลัยเกษมบัณฑิต
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ลิขสิทธิ์
บทความที่ได้รับการตีพิมพ์ในวิศวกรรมสารเกษมบัณฑิต ถือเป็นกรรมสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยเกษมบัณฑิต ห้ามนำข้อความทั้งหมดไปตีพิมพ์ซ้ำ ยกเว้นได้รับอนุญาตจากมหาวิทยาลัยเกษมบัณฑิตแล้ว
ความรับผิดชอบ
หากบทความที่ได้รับการตีพิมพ์นั้นเป็นบทความที่ละเมิดลิขสิทธิ์ของผู้อื่นหรือมีความไม่ถูกต้องในเนื้อหาของบทความ ผู้เขียนบทความนั้นต้องเป็นผู้รับผิดชอบ
