ผลของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตต่อสมบัติของยางธรรมชาติ Effects of Nano Calcium Carbonate on Natural Rubber Properties

Abstract

บทคัดย่อ งานวิจัยนี้ทำการศึกษาผลของการเติมสารตัวเติมที่มีขนาดอนุภาคในระดับนาโนได้แก่ นาโนแคลเซียมคาร์บอเนต ที่มีต่อสมบัติของยางธรรมชาติ ทั้งสมบัติการไหล พฤติกรรมการคงรูปและสมบัติเชิงกลของยางวัลคาไนซ์ นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตผสมลงในยางธรรมชาติในปริมาณ 10-50 phr  โดยใช้เครื่องผสมสองลูกกลิ้ง  และถูกนำไปวัลคาไนซ์ที่อุณหภูมิ 150 oC โดยใช้เครื่องอัดขึ้นรูป จากผลการทดลองพบว่า นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตที่ใช้ในการดำเนินโครงการวิจัยนี้มีโครงสร้างที่มีการเกาะกันเป็นแอกกรีเกต และแอกกรีเกตต่างๆมาจับตัวกันเป็นแอกโกลมอ-เรต  นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตมีขนาดอนุภาคปฐมภูมิที่เล็กกว่าแคลเซียมคาร์บอเนต  นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตมีการแตกตัวเป็นอนุภาคเล็กๆเนื่องจากแรงเฉือนในระหว่างการผสมยาง  ทำให้มีขนาดอนุภาคที่เล็กลงและมีการกระจายตัวดีในยาง เมื่อมีการเติมนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต ลงในยางธรรมชาติมีผลทำให้ค่าความหนืดมูนนีของยางสูงขึ้นเล็กน้อย การเติมนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต ไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการคงรูปของยาง จากการศึกษาสมบัติของยางวัลคาไนซ์ พบว่า การเติมนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตลงในยางธรรมชาตินั้น นาโนแคลเซียมคาร์บอเนต ทำหน้าที่เป็นสารตัวเติมกึ่งเสริมแรงให้กับยางธรรมชาติ ยางธรรมชาติที่เติมนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตจะมีสมบัติเชิงกลอันได้แก่ มอดูลัสและความทนต่อแรงดึงที่ดีขึ้นและดีกว่ายางธรรมชาติ ABSTRACT The objective of this research is to study the effects of nano-sized additive, nano calcium carbonate, on the natural rubber properties; viscosity, cure characteristics, and the vulcanisate mechanical properties. Nano calcium carbonate was compounded with natural rubber in various content, 10-50 phr by the two-roll mill. The rubber compounds were vulcanized at 150 oC by the compression molding machine. The results showed the occurrence of nano calcium carbonate aggregates and aggromerates structure. Nano calcium carbonate shows the primary size smaller than calcium carbonate. The smaller size aggregates of nano calcium carbonates were obtained due to the shear stress during the rubber compounding process. It was found that the Mooney viscosity of rubber compound had slightly increased with increasing amounts of nano calcium carbonate. There was no detrimental effect of nano calcium carbonate to the cure characteristics of rubber compound. Nano calcium carbonate worked as semi-reinforcing filler, the tensile properties of rubber vulcanizate were improved with nano calcium carbonate incorporation.