Weld-Line Strength in Plastic Injection Molding with Rice Husk Ash

โดย พรมวิวัฒน์ พรมเลน

ปี 2564

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการนำพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงที่ผ่านการใช้งานแล้ว (rHDPE) เป็นเมทริกซ์หลักและเถ้าแกลบ (RHA) เป็นสารเติมแต่ง แล้วศึกษาอิทธิพลของขนาดและอัตราส่วนผสมเถ้าแกลบ ที่มีผลกระทบต่อการเกิดรอยเชื่อมขวาง (Weld line) และสมบัติเชิงกลของชิ้นงานฉีดพลาสติก

จากการทำวิจัยได้ศึกษาเถ้าแกลบขนาด 300 และ 800 ไมโครเมตร ที่อัตราผสม 10, 20, 30, และ 40% โดยน้ำหนักเป็นสารแต่งเติม เติมลงในพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงที่ผ่านการใช้งานแล้ว (rHDPE) ผสมด้วยวิธีการผสมแบบแห้ง (Dry blend) แล้วขึ้นรูปด้วยกระบวนการฉีดพลาสติกเข้าแม่พิมพ์ โดยใช้แม่พิมพ์ที่มีทางเข้าพลาสติก 2 ทิศทาง เพื่อศึกษาอิทธิพลของเถ้าแกลบที่มีต่อรอยเชื่อมขวางในพลาสติกและผลกระทบต่อสมบัติทางกล จากผลการวิจัยพบว่าเมื่อใช้เถ้าแกลบขนาด 300ไมโครเมตร สามารถขึ้นรูปได้ที่ทุกอัตราส่วนผสมได้แก่ 10, 20, 30, และ 40% โดยน้ำหนักของเถ้าแกลบ แต่พบว่าเมื่อใช้เถ้าแกลบขนาด 800 ไมโครเมตร จะสามารถนำไปขึ้นรูปได้อย่างสมบูรณ์ที่อัตราส่วนผสม 10% โดยน้ำหนักของเถ้าแกลบเท่านั้น และจากผลการทดสอบความแข็งแรงของรอยเชื่อมขวางที่เกิดขึ้น พบว่ามีแนวโน้มที่จะมีสมบัติทางกลลดลงเมื่อมีการเติมเถ้าแกลบมากขึ้น แต่ก็พบว่าทำให้ค่ามอดูลัสของของการต้านทานการดัดงอมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เมื่อเทียบกันระหว่างเม็ดพลาสติก HDPEใหม่ เม็ดพลาสติก rHDPE พลาสติกผสมระหว่าง rHDPE และเถ้าแกลบขนาด 300 ไมโครเมตร ที่ทุกอัตราส่วนผสม และ พลาสติกผสมระหว่าง rHDPE และเถ้าแกลบขนาด 800 ไมโครเมตร ที่อัตราส่วนผสมเถ้าแกลบ 10% โดยน้ำหนัก เท่ากับ 1277, 764.3, 688.5, 728, 1916, 2541 และ 933.4 MPaตามลำดับ ส่วนค่ามอดูลัสของการต้านทานการดึงได้เท่ากับ 255.42, 160.5, 241.1, 234.66, 517.34,924.96 และ 242.6 MPa ตามลำดับ

ทำให้สามารถได้ข้อสรุปจากงานวิจัยนี้ว่า การเติมเถ้าแกลบลงใน rHDPE ไม่ได้เพิ่มความแข็งแรงของการเกิดรอยเชื่อมขวางในงานฉีดพลาสติก แต่สามารถช่วยเพิ่มมอดูลัสได้สูงขึ้นเมื่อมีการเติมเถ้าแกลบมากขึ้น ในขณะที่ขนาดของเถ้าแกลบที่มีขนาดใหญ่มากขึ้นถึง 800 ไมโครเมตร มีแนวโน้มทำให้สามารถขึ้นรูปได้ยากมากขึ้น

ABSTRACT

This study investigated the use of recycled high density polyethylene (rHDPE) as the primary matrix and rice husk ash (RHA) as the additive and then examined the influence of the size and ratio of rice husk ash mixture that affected the weld-line formation and mechanical properties of plastic injection molding.

In this research, rice husk ash of 300 and 800 μm at mix ratios of 10, 20, 30, and 40% by weight as additive were added to used high density polyethylene (rHDPE), and it was mixed by a dry blending method, and then molded by an injection molding process using a mold with a bi-directional plastic entrance to study the influence of rice husk ash on weld-line in plastic and its effect on mechanical properties. The results showed that when using 300 μm rice husk ash, it could be molded at all mix ratios 10, 20, 30, and 40% by weight of rice husk ash. However, it revealed that when using 800 μm rice husk ash, it was able to be completely molded at a mixture ratio of 10% by weight of rice husk ash only. From the results of the strength test of the weld-line, it indicated that there was a tendency to decrease mechanical properties when more rice husk ash was added. However, it showed that the modulus of bending resistance tended to increase compared to the new HDPE resin, rHDPE resin, rHDPE plastic composite and rice husk ash of 300 μm at all mix ratios and a plastic mixture of rHDPE and rice husk ash of 800 μm in size at 10% by weight of rice husk ash mixture ratio was 1277, 764.3, 688.5, 728, 1916, 1998 and 933.4 MPa, respectively. The modulus of tensile strength was 255.42, 160.5, 241.1, 234.66, 517.34, 924.96 and 242.6 MPa, respectively.

In conclusion, this study indicated that the addition of rice husk ash to rHDPE did not improve the weld-line strength in plastic injection molding but could increase the modulus with the addition of more rice husk ash. While the size of rice husk ash, as large

Download: Weld-Line Strength in Plastic Injection Molding with Rice Husk Ash