การย่อยสลายยางธรรมชาติคอมโพสิตที่เสริมแรงด้วยนาโยซิลิกาสกัดจากแกลบข้าว

Biodegradation of natural rubber nanocomposites reinforced with silica nanoparticles prepared from rice husk waste

Name: วิชุดาพร เสียงเย็น

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วศ.ม. (วิศวกรรมเคมี) 2562

Classification :.LCCS: TP245.S5

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สาขาวิศวกรรมเคมี -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: ซิลิกา

ThaSH: ยางธรรมชาติ

ThaSH: แกลบ -- การใช้ประโยชน์

ThaSH: วัสดุเชิงประกอบ

ThaSH: วัสดุโครงสร้างนาโน

ThaSH: การย่อยสลายทางชีวภาพ

Abstract: งานวิจัยนี้ทำการสกัดนาโนซิลิกาด้วยกระบวนการโซลเจลจากแกลบข้าวหอมมะลิ (J-SiO2) และแกลบข้าวไรซ์เบอร์รี่ (R-SiO2) ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากทางการเกษตร เพื่อนำมาใช้เป็นสารเสริมแรงในยางธรรมชาติ โดยนาโนซิลิกาที่สังเคราะห์ได้ มีลักษณะเป็นอนุภาคทรงกลมที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ยอยู่ในช่วง 10-20 นาโนเมตร และยังพบการรวมกลุ่มกันของอนุภาคปฐมภูมิของนาโนซิลิกาที่สังเคราะห์ได้ โดยกลุ่มของอนุภาคปฐมภูมิจาก R-SiO2 มีขนาดใหญ่มากกว่า J-SiO2 เล็กน้อย เมื่อนำนาโนซิลิกาที่สังเคราะห์ได้มาทำการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารคู่ควบไซเลน Si-69 แล้วนำมาเสริมแรง ในน้ำยางธรรมชาติในปริมาณ 0, 3, 6 และ 9 ส่วนในร้อยส่วนโดยน้ำหนักของยาง พบว่านาโนซิลิกาที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวแล้วสามารถกระจายตัวในเนื้อยางได้มากยิ่งขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับนาโนซิลิกา ที่ยังไม่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว ส่งผลให้ยางธรรมชาติคอมโพสิตมีอัตราการบวมตัวลดลงและมีความหนาแน่นของการเชื่อมโยงมากยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติเชิงกลและสมบัติเชิงพลวัตของยางธรรมชาติคอมโพสิตให้มากขึ้น ซึ่งตัวอย่างที่มีคุณสมบัติเชิงกลและสมบัติเชิงพลวัตมากที่สุดคือ ตัวอย่างที่มีการเสริมแรงด้วยนาโนซิลิกาจากแกลบข้าวหอมมะลิปริมาณ 6 ส่วนในร้อยส่วนของยางโดยน้ำหนัก นอกจากนี้ยังศึกษาถึงผลกระทบของการใช้สารลดแรงตึงผิวแอมโมเนียมลอเรตเพื่อช่วย ในการขึ้นรูปยางธรรมชาติคอมโพสิต พบว่าสารลดแรงตึงผิวสามารถช่วยเพิ่มการกระจายตัวของอนุภาคนาโนซิลิกาที่ยังไม่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวในเนื้อยางได้ แต่ไม่ส่งผลกระทบต่อยางธรรมชาติ คอมโพสิตที่เสริมแรงด้วยนาโนซิลิกาที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว และไม่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติเชิงกลและสมบัติเชิงพลวัตของยางธรรมชาติคอมโพสิต สำหรับผลการทดสอบการย่อยสลายทางชีวภาพของยางธรรมชาติคอมโพสิตภายใต้สภาวะฝังกลบดินตามธรรมชาติ พบว่าตัวอย่างที่ผสมและไม่ผสมนาโนซิลิกามีน้ำหนักของชิ้นงานลดลง มีลักษณะพื้นผิวที่ขรุขระ มีรูพรุนขนาดเล็กกระจัดกระจายบนพื้นผิวชิ้นงานและพบรอยแตกของเนื้อยางเมื่อผ่านการฝังกลบดินเป็นระยะเวลา 6 เดือน นอกจากนี้ยังตรวจพบร่องรอยของจุลิทรีย์ที่บริเวณพื้นผิวของตัวอย่างซึ่งเป็นสาเหตุการเกิดการย่อยในยางธรรมชาติ โดยตัวอย่างที่มีปริมาณนาโนซิลิกาจากแกลบข้าวหอมมะลิปริมาณ 3 ส่วนในร้อยส่วนของยางโดยน้ำหนักพบว่ามีเปอร์เซ็นต์การสูญเสียน้ำหนักมากที่สุด Silica nanoparticles were synthesized by rice husk wastes produced from two different types of rice; Thai jasmine rice (J-SiO2) and riceberry rice (R-SiO2) via sol-gel method. The synthesized silica nanoparticles were spherical in shape with average particle sizes of 10-20 nm confirmed by TEM and FE-SEM analysis. The silica nanoparticles were surface-treated with silane coupling agent (Si-69) and used as reinforcing agents in natural rubber (NR) at various concentrations of 0, 3, 6, and 9 phr. The NR/Silica nanocomposites were then vulcanized by electron beam irradiation at 200 kGy. The results showed that the surface treatment of silica nanoparticles can improve the particle dispersion in NR matrix, thereby allowing to decrease the swelling ratio and increase in crosslink density. In addition, the modified surface of the silica can improve the overall mechanical and dynamic properties of rubber composites. Of particular interest in this research, the addition of anionic surfactant, ammonium laurate (AL) is shown to improve the dispersion of silica nanoparticles without negatively impacting the mechanical and dynamic properties of NR composites. After soil burial for 6 months, the neat NR and NR/silica nanocomposites had shown traces of degradation behavior. Furthermore, additional signs of decay include weight loss, voids, cracks and rough surfaces were reported for all samples. Lastly, there are some evidences of microorganisms on the sample surface which could possibly be responsible for biodegradation.

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: ภีรพรรณ ดิษฐเนตร

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Name: ปวีนา ประไพนัยนา

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Name: สุรพิชญ ลอยกุลนันท์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Created: 2562

Modified: 2567-06-05

Issued: 2567-06-05

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: https://kasetsart.idm.oclc.org/login?url=http://www.lib.ku.ac.th/KUthesis/2562/wichudaporn-sea-all.pdf

CallNumber: TP245.S5 ว321

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	wichudaporn-sea-all.pdf	7.59 MB	1	2024-07-08 17:38:34

ใช้เวลา

0.037154 วินาที