Durability and properties of jute fiber treatment in green filled rubber

โดย พฤติพงศ์ พันธมนัสโสภา

ปี 2557

บทคัดย่อ

การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการปรับปรุงผิวของเส้นใยปอกระเจา ความคงทนและสมบัติทางกลของยางคอมโพสิตเพื่อพัฒนาเป็นคอมโพสิตจากวัสดุธรรมชาติ งานวิจัยนี้ใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และน้ำยางเป็นสารทำความสะอาดผิวและสารเชื่อมประสานตามลำดับ การปรับปรุงผิวเส้นใยใช้ 3 วิธีคือใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ น้ำยางที่มีความเข้มข้นของเนื้อยางแตกต่างกัน (HANR) และสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ร่วมกับน้ำยาง (NaOH /HANR) เส้นใยที่ปรับปรุงผิวด้วยน้ำยางและ NaOH/HANR จะควบคุมความหนาด้วยระยะเวลาในการจุ่มและเปอร์เซ็นต์เนื้อยางแห้ง (%DRC) ของน้ำยาง จากการศึกษาพบว่าความหนาชั้นน้ำยางบนเส้นใยที่ความเข้มข้น 10-50 %DRC ไม่ได้รับอิทธิพลใดๆจากระยะเวลาในการจุ่ม ยกเว้นกรณีน้ำยางที่มีความเข้มข้น 60 %DRC เส้นใยที่ปรับปรุงผิวด้วยน้ำยางที่มี %DRC สูงกว่าจะมีค่าความคงทนมากกว่าการปรับปรุงผิวด้วย NaOH เพียงอย่างเดียวและการปรับปรุงผิวด้วย NaOH/HANR การทดสอบสมบัติทางกลของเส้นใยพบว่ามีเพียงค่าระยะยืดเท่านั้นที่สูงขึ้นหลังการปรับปรุงผิวเส้นใยโดยค่าระยะยืดจะเพิ่มขึ้นเมื่อ %DRC สูงขึ้นค่าความเหนียวของเส้นใยที่มีการปรับปรุงผิวทั้งหมดพบว่ามีค่าต่ำกว่าเส้นใยที่ไม่ปรับปรุงผิว ดังนั้นในงานวิจัยนี้เลือกการปรับปรุงผิวเส้นใยที่เหมาะสมคือการใช้ NaOH/HANR ที่ 10 % DRC ผลจากสัณฐานวิทยาแสดงให้เห็นช่องว่างระหว่างเส้นใยที่ปรับปรุงผิวมีลักษณะแคบกว่าเส้นใยที่ไม่ได้มีการปรับปรุงผิว ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากความเข้ากันได้ระหว่างน้ำยางที่เคลือบผิวเส้นใยกับเนื้อยาง ส่งผลให้ค่าแรงดึงดูดระหว่างเส้นใยและเนื้อยางมีค่าสูงขึ้นซึ่งสอดคล้องกับผลของค่าดัชนีการบวมตัวค่าความทนต่อแรงดึงของยางคอมโพสิตที่เสริมแรงด้วยเส้นใย 10 phr ที่ปรับปรุงผิวมีค่าสูงกว่าการเสริมแรงด้วยเส้นใยที่ไม่ปรับปรุงผิวประมาณสองเท่า

Optimal conditions for jute fiber surface treatment, durability and properties of rubbers composite have been investigated in order to prepare green filled rubber composite. In this study, NaOH solution and HANR latex were used as surface cleaning agent and coupling agent, respectively. Three method of surface treatments of fiber were carried out in the presence of NaOH solution, HANR latex with various dry rubber content (%DRC) and NaOH solution together with HANR (NaOH/HANR). For fiber samples treated with HANR and NaOH/HANR, thickness of latex coated layer was controlled by variation of dipping times and %DRC. It was found that the thickness of latex layer coated using HANR with 10-50 %DRC were not affected by the dipping times while this is not the case for HANR with 60%DRC. The fibers treated using HANR with higher %DRC provided higher durability than those treated using NaOH solution and NaOH/HANR. The mechanical properties fibers were examined. Only higher elongation was obtained from treated fibers with an increase of %DRC. The tenacity of all treated fibers was lower than that of the untreated fibers. Therefore, the treated fibers used as reinforced agent for NR were selected using NaOH/HANR with 10%DRC. SEM micrographs revealed that spaces between fibers treated and natural rubber was much closer than that of untreated fibers. This was due to miscibility between latex coated layer and rubber matrix leading to an increasing of rubber-filler interaction. This was consistent with swelling index result. At 10 phr, the tensile strength obtained from composite reinforced using treated jute fibers were higher than that of untreated jute fibers twice.

Download : Durability and properties of jute fiber treatment in green filled rubber