การศึกษาการทำแผ่นกระเบื้องหลังคาจากเส้นใยธรรมชาติ กรณีศึกษา : เส้นใยใบสับปะรด และ เส้นใยเปลือกข้าวโพด

Abstract

บทคัดย่อ การทำวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์  เพื่อศึกษาการทำแผ่นกระเบื้องมุงหลังคาจากเส้นใยสับปะรดและเส้นใยเปลือกข้าวโพดเป็นวัตถุดิบ ใช้กาวสังเคราะห์ยูเรียฟอร์มัลดีไฮด์ เรซิน (UF)13 %และกาวสังเคราะห์ไอโซไชยาเนต เรซิน(pMDI) 13 %  ทำหน้าที่เป็นสารยึดติด  โดยวิธีอัดร้อนผ่านแม่พิมพ์ชนิดลอนเล็ก ที่อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส  แรงดันในการอัด 150 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร เวลาในการอัด 15 นาที  ความหนาแน่นที่กำหนด 900 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร  มีขนาด 400 X 400 มิลลิเมตรและความหนาแผ่น 5 มิลลิเมตร ผลการศึกษาสมบัติการทำแผ่นกระเบื้องหลังคาจากเส้นใยธรรมชาติ พบว่าการทดสอบสมบัติเชิงกายภาพ  ค่าความหนาแน่นของแผ่นกระเบื้องหลังคาที่ใช้กาวสังเคราะห์ยูเรียฟอร์มัลดีไฮด์ เรซิน(UF)  มีค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 914.77 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร  ค่าความชื้นค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  5.43 % ค่าการดูดซึมน้ำที่ 1 ชั่วโมงค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  21.99 % ค่าการดูดซึมน้ำที่ 24 ชั่วโมงค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  31.30 % ค่าการพองตัวทางความหนาที่ 1 ชั่วโมงค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  7.81 % ค่าการพองตัวทางความหนาที่ 24 ชั่วโมงค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  9.26 % การทดสอบสมบัติเชิงกลได้ค่าความต้านทานแรงดัดค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  231.42 MPa ค่าความต้านทานมอดูลัสยืดหยุ่นค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  68656.62 MPa ค่าความแข็งแรงการกระแทกค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  1.57 J การทดสอบสมบัติเชิงความร้อนได้ค่าการนำความร้อนค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  0.012 w/m.K และค่าความต้านทานความร้อนค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  0.34 m2.k/w ส่วนผลของการทดสอบแผ่นกระเบื้องหลังคาที่ใช้กาวสังเคราะห์ไอโซไชยาเนต เรซิน (pMDI)การทดสอบสมบัติเชิงกายภาพได้ค่าความหนาแน่นมีค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  924.71 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร  ค่าความชื้นค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  3.65 %  ค่าการดูดซึมน้ำที่ 1 ชั่วโมงค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  12.30 %  ค่าการดูดซึมน้ำที่ 24 ชั่วโมงค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 24.66 %  ค่าการพองตัวทางความหนาที่ 1 ชั่วโมงค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  3.16 % ค่าการพองตัวทางความหนาที่ 24 ชั่วโมงค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  8.48 % การทดสอบสมบัติเชิงกลได้ค่าความต้านทานแรงดัดค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  274.99 MPa  ค่าความต้านทานมอดูลัสยืดหยุ่นค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  59366.07 MPa  ค่าความแข็งแรงการกระแทกค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  1.94 J และการทดสอบสมบัติเชิงความร้อนได้ค่าการนำความร้อนค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  0.013 w/m.K และค่าความต้านทานความร้อนค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง  0.28 m2.k/w จากผลการทดสอบสมบัติเชิงกายภาพ  เชิงกลและเชิงความร้อน แสดงให้เห็นว่าวัสดุของเส้นใย รูปร่างลักษณะเส้นใยที่ยาวหรือสั้น  ความเฉพาะตัวของเส้นใยหรือความเพรียวรวมถึงความสามารถในการยึดเหนี่ยวชิ้นเส้นใยที่มีขนาดยาวๆจะส่งผลให้ค่าความแข็งแรงที่มากกว่า ชิ้นเส้นใยที่หนาและสั้น ซึ่งไม่สามารถต้านทานแรงกดได้สูง ความหนาแน่นของแผ่น ชนิดของกาว มีผลต่อความแข็งแรงและค่าความร้อนของแผ่นหลังคา ซึ่งจากผลค่าเฉลี่ยที่ได้จากค่าความหนาแน่นที่ต่ำ  จะมีช่องว่างมากกว่าทำให้ค่าการนำความร้อนต่ำกว่าแผ่นที่มีความหนาแน่นสูง คำสำคัญ: เส้นใยใบสับปะรด,เส้นใยเปลือกข้าวโพด,เส้นใยธรรมชาติ,กระเบื้องหลังคา  ABSTRACTThe purpose of this research was to study tile roofing made from pineapple and maize fibers. Synthetic urea-formaldehyde resin (UF)13% and Diphenylmethane di-isocyanate (pMDI) 13% were  used  as adhesives. It was made by heating at 120 °C with a compression pressure of 150 kg/m2, density of 900 kg/m3 and thickness of 5 mm. The density of the synthetic urea-formaldehyde resins (UF), moisture content, water absorption per hour, water absorption at 24 hours, expansion for the first hour and expansion at 24 hours averaged 914.77 kg /m3, 5.43%, 21.99%, 31.30%, 7.81% and 9.26% respectively.The impedance modulus of rupture and elasticity were 231.42 MPa, and 68656.62 MPa respectively. Cushioning Strength was 1.57J with thermal conductivity values of 0.012 w/m.K. and thermal resistance of 0.34 m2.k/w. Physical testing of the diphenylmethane diisocyanate resin (pMDI) yielded these results: average density, average moisture content, water absorption per hour and water absorption at 24 hours were 924.71 kg/m3, 3.65%, 12.30% and 24.66% respectively. For expansion for the first hour, the average thickness was 3.16% while the expansion at 24 hour had an average thickness of 8.48%, with mechanical properties, the impedance modulus of rupture and elasticity were 274.99 MPa and 59366.07 MPa respectively, with a Cushioning Strength of 1.94 J. Thermal conductivity and resistance were 0.013 w / m.K. and 0.28 m2.k/w.  respectively. It was observed that physical, mechanical and thermal properties yielded higher values. The short fibers could not withstand high compression while the long fibers did. Sheet density affected its strength and thermal properties. With high density, sheets had high thermal property and enhanced heat transfer. Keyword: pineapple fibers, maize husk fibers, natural fibers, roof tile