Development of natural rubber foam compound for traffic rolling barrier
โดย อโณทัย ผลสุวรรณ
ปี 2562
บทคัดย่อ
โรลลิ่งแบริเออร์จราจรเป็นอุปกรณ์ลดช่วยลดความรุนแรงจากการเกิดอุบัติเหตุจากยานพาหนะและได้นำเข้าจากต่างประเทศ โดยอาศัยหลักการลดแรงปะทะ และปรับทิศทางหลังการชนของยานพาหนะป้องกันอุบัติเหตุซ้ำซ้อน โรลลิ่งแบริเออร์จราจรผลิตจากโฟมพอลิเมอร์สังเคราะห์พอลีไวนิลเอทิลีนอะซิเทตที่มีสมบัติความยืดหยุ่นคล้ายยางธรรมชาติ การวิจัยในครั้งนี้มีวัตุประสงค์เพื่อพัฒนาสูตรยางโฟมคอมปาวด์ที่ใช้วัตถดิบจากยางธรรมชาติไทยเพื่อผลิตโฟมโรลลิ่งแบริเออร์จราจรทดแทนการนำเข้าจากต่างประเทศ
สูตรยางคอมปาวด์ประกอบด้วยสารเคมีหลายชนิดที่ใช้เพื่อการคงรูปยางธรรมชาติ สารเคมีที่จะผสมเพื่อใช้เป็นตัวแปรในงานวิจัยนี้ประกอบด้วยสัดส่วนสารกระตุ้นซิงค์ออกไซด์ 1 2 3 และ4 ส่วนในร้อยส่วน และสารเกิดฟองโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต 0 5 10 และ15 ส่วนในร้อยส่วน รวมได้สูตรในขั้นตอนผสมเป็น 16 สูตร ใช้เครื่องผสมแบบลูกกลิ้งคู่ เมื่อผสมเสร็จทดสอบสมบัติการคงรูปยางคอมปาวด์ที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียสเพื่อหาระยะเวลาการคงรูป และความหนืด ยางคอมปาวด์ที่ผสมเสร็จจะนำมาขึ้นรูป 3 ลักษณะ คือการพาความร้อนแบบไม่ควบคุมการขยายตัว การนำความร้อนแบบควบคุมการขยายตัวร้อยละ 25 และ 50 รวมได้สูตรยางคอมปาวด์ในขั้นตอนสุดท้าย 48 สูตร หลังการขึ้นรูปจะถูกทดสอบสมบัติทางกายภาพความหนาแน่นรวม และสัณฐานวิทยา สมบัติเชิงกลค่าการดูดซับแรงกดอัด เปรียบเทียบกับชิ้นงานตัวอย่างจากต่างประเทศ
ผลการวิจัยพบว่าสูตรยางคอมปาวด์ตัวแปรสารกระตุ้น 2 ส่วนในร้อยส่วนและสารเกิดฟอง 5 ส่วนในร้อยส่วนขึ้นรูปแบบการพาความร้อน มีสมบัติทางกายภาพความหนาแน่นรวม 0.254 กรัมต่อตารางเซนติเมตรมีความใกล้เคียงตัวอย่างจากต่างประเทศ แต่สัณฐานวิทยาฟองโฟมเป็นแบบเปิดไม่เหมาะกับการใช้งานรับแรงเชิงกล สูตรยางคอมปาวด์ที่เหมาะสำหรับการผลิตโรลลิ่งแบริเออร์จราจรคือตัวแปรสารกระตุ้น 1 ส่วนในร้อยส่วนและสารเกิดฟอง 5 ส่วนในร้อยส่วน ขึ้นรูปแบบการนำความร้อนควบคุมการขยายตัว ร้อยละ 50 มีค่าการดูดซับแรงกดอัด 0.194 นิวตันต่อตารางมิลลิเมตรมีความใกล้เคียงกับตัวอย่างจากต่างประเทศ และสัณฐานวิทยาฟองโฟมเป็นแบบปิดเหมาะกับการใช้งานรับแรงเชิงกล
Abstract
Traffic Rolling Barrier is a device that reduces the severity of vehicle accidents which is imported from foreign countries. By using principles of reducing impact forces and changing the direction after the vehicle collision and then preventing second accidents. The traffic rolling barrier is made from the synthetic polymer foam, polyvinyl ethylene acetate that has the same resilience as natural rubber. The purpose of this study was to develop Thai natural rubber foam compound formulas for manufacturing traffic rolling barriers to replace them from foreign imports.
The compound rubber formula consists of many chemicals used to vulcanize natural rubber. The variables chemical in this research consisted of zinc oxide activators of 1, 2, 3 and 4 phr. and sodium hydrogen carbonate blowing agent of 0, 5, 10 and 15 phr. in a total of 16 formulas. They were mixed in a two-roll mill machine. All foam compound mixed was tested by curing rheometer at 150oc for curing time and compound viscosity. The foam compounds were ready to be molded into 3 parameters: convection heat transfers without expansion control, conduction heat transfers with 25% and 50% expansion control. Therefore, 48 formulas were created in the last process. After forming, the physical properties; bulk density and morphology and mechanical properties; compression deflection were characterized to compare with the foreign samples.
The results revealed that the foam compound with the activator agent of 2 phr. And blowing agent of 5 phr. in convection heat transfers had physical properties with a bulk density of 0.254 g/cm2 similar to samples from foreign countries. But the foam morphology with an open type was not suitable for mechanical load applications. The foam compound formula suitable for the manufacturing traffic rolling barriers was that the activator 1 phr. and blowing agent 5 phr. in conduction heat transfer with 50% expansion control which had a compression deflection value of 0.194 N/mm2 similar to samples from foreign countries and the foam morphology with a closed type was suitable for use in mechanical loads.
Download : การพัฒนาสูตรยางโฟมคอมปาวด์สำหรับผลิตโรลลิ่งแบริเออร์จราจร