การศึกษาสมบัติเชิงกลและการสึกหรอของยางธรรมชาติที่เสริมแรงด้วยเถ้าลอยร่วมกับซิลิกา

Study of Mechanical and Wear Properties of Natural Rubber Reinforced by Fly Ash/Silica Hybrid Fillers

Name: วีรยา วรคันธ์

keyword: การสึกหรอแบบขัดถู

Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาสมบัติด้านการสึกหรอแบบขัดถูของยางธรรมชาติที่เติมซิลิกาผสมระหว่าง เถ้าลอยและพรีซิพิเทตซิลิกา มาทำการศึกษาปริมาณซิลิกาของเถ้าลอย 0-40 ส่วนในร้อยส่วนของยาง และขนาดอนุภาเถ้าลอยช่วงต่างๆ ที่น้อยกว่า 150 ไมครอน รวมถึงการศึกษาผลของการเสริมแรง ของเถ้าลอยกับพรีซิพิเทตซิลิกาในสัดส่วนดังนี้ 100 : 0, 75 : 25, 50 : 50, 25 : 75 และ 0 : 100 โดย ศึกษาทั้งกรณีไม่ปรับปรุงผิวและปรับปรุงผิวพรีซิพิเทตซิลิกาด้วยสารคู่ควบไซเลน และระบบที่มีการ เติมผงเขม่าดำปริมาณ 20 ส่วนในร้อยส่วนของยาง โดยทำการตรวจสอบสมบัติต่างๆ ขอสารประกอบ ยาง ด้านลักษณะการคงรูปยางและสมบัติเชิงกล ด้านการดึงยืด ด้านการฉีกขาด ความแข็ง และความ ต้านทานการสึกหรอแบบขัดถู นอกจากนั้นยังทำการศึกษาสมบัติด้านการสึกหรอแบบขัดถูบนพื้นผิว ขัดชนิดต่างๆ ได้แก่ พื้นผิวเหล็ก พื้นผิวคอนกรีต และพื้นผิวผ้า ด้วยเครื่องทดสอบการสึกหรอแบบ ขัดถูของยางที่จัดสร้างขึ้น จากการทดลองพบว่า เมื่อปริมาณซิลิกาของเถ้าลอยสูงขึ้น ส่งผลให้สมบัติเชิงกลโดยรวมของ สารประกอบยางลดลง ขนาดอนุภาคเถ้าลอยไม่ส่งผลต่อสมบัติเชิงกลโดยรวมที่ปริมาณการเติมซิลิกา ของเถ้าลอย 10 ส่วนในร้อยส่วนของยาง ขณะที่การเติมปริมาณซิลิกาของเถ้าลอย 40 ส่วนในร้อยส่วน ของยาง ด้วยเถ้าลอยขนาดอนุภาคน้อยกว่า 25 ไมครอน ทำให้สารประกอบยางมีสมบัติเชิงกลโดยรวม ดีกว่าการเติมเถ้าลอยช่วงขนาดอื่นๆ สำหรับผลของการนำเถ้าลอยมาเสริมแรงร่วมกับพรีซิพิเทตซิลิกา พบว่าการเติมซิลิกาผสมปริมาณ 10 ส่วนในร้อยส่วนของยาง ทั้งกรณีไม่ปรับปรุงผิวและปรับปรุงผิว พรีซิพิเทตซิลิกา ให้ลักษณะการคงรูปยางและสมบัติเชิงกลโดยรวมของสารประกอบยางไม่แตกต่าง กันทุกสัดส่วนซิลิกาผสม ในขณะที่การเติมซิลิกาผสมปริมาณ 40 ส่วนในร้อยส่วนของยาง ส่งผลทำ ให้ลักษณะการคงรูปยางและสมบัติเชิงกลโดยรวมแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดระหว่างกรณีที่ไม่ ปรับปรุงผิวกับปรับปรุงผิวพรีซิพิเทตซิลิกา ซึ่งการปรับปรุงผิวพรีซิพิเทตซิลิกาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ในการเสริมแรงของสารประกอบยางให้สูงขึ้น และยังพบว่าการเติมซิลิกาผสมด้วยเถ้าลอยขนาดน้อย กว่า 25 ไมครอน ให้ลักษณะการคงรูปยางและสมบัติเชิงกลโดยรวมดีว่าการเติมด้วยเถ้าลอยขนาด อนุภาคในช่วง 45-74 ไมครอน นอกจากนั้นยังพบว่าการเติมผงเขม่าดำในระบบซิลิกาผสม สามารถ ช่วยปรับปรุงสมบัติเชิงกลโดยรวมของสารประกอบยางให้ดียิ่งขึ้น จากนั้นได้เลือกสัดส่วนซิลิกาผสม ที่มีพรีซิพิเทตซิลิกา 75 % กรณีที่มีการปรับปรุงผิวพรีซิพิเทตซิลิกา และเป็นการเติมซิลิกาผสมจาก เถ้าลอยขนาดน้อยกว่า 25 ไมครอน ซึ่งมีความเหมาะสมในด้านของการเสริมแรง มาศึกษาสมบัติด้าน การสึกหรอแบบขัดถูบนพื้นผิวขัดชนิดต่างๆ ผลพบว่าสารประกอบยางที่เติมสัดส่วนซิลิกาผสม ดังกล่าว มีความเหมาะสมสำหรับการนำไปใช้งานด้านการขัดถูที่มีพิ้นผิวเหล็กและพื้นผิวผ้าเป็นผิวขัด เนื่องจากมีอัตราการสึกหรอแบบขัดถูที่ต่ำ

Abstract: This work studied the abrasive wear properties of natural rubber (NR) compounds filled with fly ash silica (FASi) and precipitated silica (PSi) hybrid fillers. The fly ash silica contents used ranged from 0 to 40 parts per hundred of rubber, having an average particle size of less than 150 micron. The effect of co-reinforcing filler with precipitated silica in rubber compound was examined. The weight fractions of FASi : PSi ratio used were 100: 0, 75 : 25, 50 : 50, 25 : 75 and 0: 100. The effect of surface treatment with silane coupling agent on PSi was also of interest, comparing between with 20 phr carbon black. The cure characteristics and mechanical properties such as tensile and tear properties, hardness and abrasive wear properties of NR vulcanizates filled with FASi/PSi hybrid fillers were determined. The abrasive wear properties against various substrates, such as, steel, concrete and fabric were investigated by home-made abrasive wear tester. The results revealed that the increasing FASi content in NR vulcanizates tended to decrease overall mechanical properties. The overall mechanical properties of NR vulcanizates filled with FASi content of 10 phr were similar behavior when at FASi content of 40 phr, it was observed that the NR vulcanizates filled FASi with particle size of less than 25 micron gave better overall mechanical properties than the other particle sizes. For effect of co-reinforcing filler with precipitated silica in NR vulcanizates, the experimental results indicated that the cure characteristics and overall mechanical properties of the FASi/PSi filled NR vulcanizates with silica content of 10 phr were similar for both the untreated and treated PSi filler. At silica content of 40 phr, there was a difference in the overall mechanical properties of FASi/PSi-filled NR vulcanizates between the untreated and treated PSi fillers. The reinforcement ofNR vulcanizates was sharply improved by the surface treatment on PSi filler, and the NR vulcanizates filled with FASi particle size of less than 25 microns gave better cure and overall mechanical properties than those with FASi particle size of 45-74 microns. Beside, it was found that the FASi/PSi hybrid system filled with carbon black improved the overall mechanical properties. The optimum treated PSi systems at PSi loading of 75% that hybrid filler filled FASi particle size of less than 25 micron were selected for considering the abrasive wear properties against various substrates. The experimental results suggested that steel and fabric substrates were suitable for abrasive wear applications.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: ณรงค์ฤทธิ์ สมบัติสมภพ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2554-07-10

Issued: 2554-06-09

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: MT383

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีวัสดุ

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	MT383.pdf	2.32 MB	159	2024-12-17 13:20:39
2	MT383ab.pdf	31.93 KB	40	2019-12-06 15:28:31

ใช้เวลา

0.044957 วินาที