นักวิจัย มรภ.สงขลา ใช้เขม่าดำเพิ่มความทนทานยางธรรมชาติ คว้ารางวัลบทความดีเด่น

นักวิจัย มรภ.สงขลา ศึกษาอิทธิพลปริมาณเขม่าดำ เพิ่มความแข็งแรงทนทานยางธรรมชาติ ประยุกต์ใช้อุตสาหกรรมล้อรถ-ผลิตภัณฑ์ด้านวิศวกรรม คว้ารางวัลบทความดีเด่น สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เวทีนำเสนอผลงานวิจัยระดับชาติ ราชธานีวิชาการ

นายวัชรินทร์ สายน้ำใส อาจารย์ประจำโปรแกรมวิชาเทคโนโลยียางและพอลิเมอร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏสงขลา (มรภ.สงขลา) เปิดเผยว่า เมื่อเร็วๆ นี้ ตนและนักศึกษาในโปรแกรมฯ 2 คน คือ นายอดิศักดิ์ เหมือนจันทร์ และ นายกิตตินันท์ ช่วยดำ ซึ่งเป็นนักศึกษาวิจัยภายใต้การดูแลของตน ได้เข้าร่วมการประชุมวิชาการและการนำเสนอผลงานวิจัยระดับชาติ ราชธานีวิชาการ ครั้งที่ 2 การวิจัย 4.0 เพื่อการพัฒนาประเทศสู่ความมั่นคง มั่งคั่ง และยั่งยืน ณ มหาวิทยาลัยราชธานี จ.อุบลราชธานี โดยมีผลงานวิจัยที่ผ่านการพิจารณาให้เข้าร่วมนำเสนอทั้งสิ้น 129 ผลงาน จากสถานศึกษาต่างๆ 25 แห่ง แบ่งการนำเสนอผลงานทางวิชาการออกเป็น 5 แขนง คือ 1. วิทยาศาสตร์สุขภาพ 2.วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 3. บริหารธุรกิจและเศรษฐศาสตร์ 4. ศึกษาศาสตร์ และ 5. มนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์ ซึ่งตนและทีมงานร่วมนำเสนอผลงานวิจัยในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รวม 3 เรื่อง ได้แก่ 1. งานวิจัยเรื่อง “Influence of Crosslink Type and Crosslink Density on Tensile Properties and Loss Energy of Sulphur-Vulcanized Natural Rubber” โดย อดิศักดิ์ เหมือนจันทร์ ชาวดี ปะตาแระ และ วัชรินทร์ สายน้ำใส 2. งานวิจัยเรื่อง “Use of Calcium Carbonate from Sea Shells as a Filler In Natural Rubber” โดย วัชรินทร์ สายน้ำใส และ 3. งานวิจัยเรื่อง “Stress Softening and Loss Energy of Carbon Black-Filled Natural Rubber” โดย กิตตินันท์ ช่วยดำ ศศิลักษณ์ ชีทอง และ วัชรินทร์ สายน้ำใส ซึ่งงานวิจัยเรื่องนี้ได้รับรางวัลบทความดีเด่น (Best Paper Award) สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

นายวัชรินทร์ กล่าวถึงรายละเอียดของงานวิจัยที่ได้รับรางวัลบทความดีเด่นว่า เป็นการศึกษาการอ่อนตัวของความเค้นและพลังงานสูญเสียของยางธรรมชาติผสมเขม่าดำ เนื่องจากยางธรรมชาติเป็นสารพอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก ก่อนการใช้งานจึงจำเป็นต้องบดให้นิ่ม เพื่อให้การบดผสมยางและสารเคมีทำได้ง่ายขึ้น ยางธรรมชาติที่ยังไม่ผ่านกระบวนการวัลคาไนซ์ มีสมบัติเป็นทั้งพลาสติกและอิลาสติก นั่นคือ ยางสามารถยืดและไหลได้เมื่อได้รับแรงกด ซึ่งเป็นสมบัติของพลาสติก เมื่อเอาแรงออกยางสามารถกลับคืนสู่รูปเดิมได้ ซึ่งเป็นสมบัติของอิลาสติก ดังนั้น เมื่อยางมีสมบัติทั้งพลาสติกและอิลาสติก ทำให้ยางยุบตัวหรือยืดเมื่อได้รับแรงกดหรือแรงดึง แต่เมื่อคลายแรงกระทำออก ยางจะคืนรูปกลับแต่ไม่เท่าเดิม ส่วนยางธรรมชาติที่ผ่านการวัลคาไนซ์แล้วสามารถยืดได้ถึงประมาณ 1000% หรือมากกว่านั้น สมบัติในการยืดได้สูงนี้ ทำให้ยางธรรมชาตินี้สามารถทำผลิตภัณฑ์ที่ต้องการยืดได้สูง เนื่องจากยางธรรมชาติมีโครงสร้างโมเลกุลที่สม่ำเสมอ ทำให้สามารถตกผลึกได้เมื่อดึง ทำให้ยางธรรมชาติมีความต้านทานต่อแรงดึงและความต้านทานต่อการฉีกขาดสูง

อาจารย์ประจำโปรแกรมวิชาเทคโนโลยียางและพอลิเมอร์ กล่าวอีกว่า ยางธรรมชาติผสมสารตัวเติมที่วัลคาไนซ์แล้วเมื่อถูกกระทำอย่างต่อเนื่องจะมีการอ่อนตัวของความเค้น หรือเกิดการแตกหักเสียหายได้ ปรากฏการณ์การอ่อนตัวของความเค้นนี้รู้จักกันทั่วไปในชื่อผลของมูลลินส์ นอกจากนี้ ยางซึ่งเป็นวัสดุประเภทหยุ่นหนืดจะเกิดการสูญเสียพลังงานจากแรงกระทำอย่างต่อเนื่อง กล่าวคือแรงที่ใช้ในการผิดรูปจะมากกว่าแรงที่ใช้ในการคืนตัวกลับ โดยพลังงานที่สูญเสียไปนี้จะอยู่ในรูปของพลังงานความร้อนสะสม การใช้ประโยชน์ของยางธรรมชาติในทางวิศวกรรมจะมีการเติมสารตัวเติมชนิดเสริมแรงบางชนิด เช่น เขม่าดำ หรือซิลิกา เพื่อเพิ่มความแข็งแรง และความทนทานให้กับยางธรรมชาติ โดยสารตัวเติมเหล่านี้จะยึดติดกับโมเลกุลยางด้วยอันตรกิริยาทางกายภาพและทางเคมี ซึ่งเขม่าดำเป็นสารตัวเติมที่สำคัญมากในการผลิตยางล้อรถ และผลิตภัณฑ์ด้านวิศวกรรมอื่นๆ งานวิจัยนี้จึงสนใจศึกษาอิทธิพลของปริมาณเขม่าดำเกรดN660 ที่มีต่อการอ่อนตัวของความเค้นและการสะสมพลังงานของยางธรรมชาติที่ผสมเขม่าดำเกรด N660 เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมยางต่อไป

“จากการศึกษาผลของปริมาณสารตัวเติมเขม่าดำเกรด N660 ที่ผสมในยางธรรมชาติต่อสมบัติด้านการอ่อนตัวของความเค้น และพลังงานสูญเสียของยางวัลคาไนซ์ โดยนำยางธรรมชาติชนิดยางแท่งมาตรฐานเกรด 5 แอล มาผสมกับสารตัวเติมเขม่าดำ พบว่ายางธรรมชาติผสมเขม่าดำเกรด N660 มีสมบัติการอ่อนตัวของความเค้น ความเครียดคงรูปถาวร และพลังงานสูญเสียของยางสูงขึ้น ตามการเพิ่มปริมาณของเขม่าดำที่ผสมลงไปในยางธรรมชาติ ในขณะที่จำนวนรอบของการถูกกระทำอย่างต่อเนื่องต่อยางธรรมชาติผสมเขม่าดำนั้น เมื่อจำนวนรอบของการถูกกระทำเพิ่มขึ้น ความเครียดคงรูปถาวรของยางมีค่าสูงขึ้นตามไปด้วย ส่วนการอ่อนตัวของความเค้นและพลังงานสูญหายมีค่าลดต่ำลง” อาจารย์ประจำโปรแกรมวิชาเทคโนโลยียางและพอลิเมอร์ กล่าว 

ข่าวโดย/ ลัดดา เอ้งเถี้ยว (นักประชาสัมพันธ์ มรภ.สงขลา) 

ข้อมูลและภาพโดย/  อ.วัชรินทร์ สายน้ำใส โทร. 089-5997455