ยุทธศาสตร์การปรับโครงสร้างเศรษฐกิจให้สมดุลและยั่งยืน สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย กลุ่มวิชาการเทคโนโลยีพอลิเมอร ์[หมวดเงินอุดหนุน51]

การพัฒนาวัสดุผสมระหว่างยางธรรมชาติและยางคลอโรพรีนที่มีเถ้าลอยเป็นสารเติมแต่ง
Materials Development for NR/CR Blends Using Fly-Ash Particles as Fillers

คุณอภิสิทธิ์ โฆษิตชัยยงค์ (หัวหน้าโครงการ)
Apisit Kositchaiyong (Researcher)
สายวิชาเทคโนโลยีวัสดุ คณะพลังงานและวัสดุ
คุณเอกชัย วิมลมาลา
Ekachai Wimolmala (Researcher)
คุณธีระศักดิ์ หมากผิน
Teerasak Markpin (Researcher)
คุณกัลทิมา เชาว์ชาญชัยกุล
Kantima Chaochanchaikul. (Researcher)
รศ.ดร.ณรงค์ฤทธิ์ สมบัติสมภพ (ที่ปรึกษาโครงการ)
Narongrit Sombatsompop. (Assoc. Prof.)
รศ.ดร. ชาคริต สิริสิงห (ที่ปรึกษาโครงการ)

หมายเหตุ เพิ่มเติม นางสาว นภาลัย คงวาสน์ นศ.ป.โท

ทุนหมวดเงินอุดหนุนประจำปี 2551 งบประมาณ 356,500 บาท

ความสำคัญและที่มาของการวิจัย

จากสมบัติของเถ้าลอย สิ่งที่เป็นปัจจัยสำคัญและเป็นแรงจูงใจต่อการวิจัยเกี่ยวกับการใช้เถ้าลอยมาผสมในยาง คือ การค้นพบซิลิกาและโลหะออกไซด์ในเถ้าลอย ซึ่งสารเคมีดังกล่าวเป็นสารที่มีประโยชน์และจำเป็นต่อการผลิตผลิตภัณฑ์ยางในประเทศไทย ด้วยเหตุนี้ รัฐบาลไทยจึงได้พยายามส่งเสริมให้มีการใช้ประโยชน์เกี่ยวกับสารเติมแต่งดังกล่าวในทุกๆ ด้าน โดยเฉพาะการใช้ประโยชน์ในยางธรรมชาติ เนื่องจาก ประเทศไทยมีศักยภาพและความสามารถในการผลิตยางธรรมชาติได้เองเป็นจำนวนมาก โดยในปี พ.ศ. 2548 นั้น พบว่า ประเทศไทยสามารถผลิตยางธรรมชาติได้ถึง 2.93 ล้านตัน ซึ่งเป็นปริมาณที่สูงเป็นอันดับหนึ่งของโลก [3] จากรายงานงานการวิจัยที่ผ่านมาเรื่อง "สภาวะการผลิตและสมบัติของผลิตภัณฑ์ยางธรรมชาติที่มีเถ้าลอยเป็นสารเติมแต่ง" โดย ณรงค์ฤทธิ์ สมบัติสมภพ และ ศิรินทร ทองแสง [4] พบว่า ในกระบวนการผลิตสามารถผสมเถ้าลอยเกรดโรงไฟฟ้าแม่เมาะลงในยางธรรมชาติได้ถึง 75 phr ซึ่งสามารถลดต้นทุนการผลิตลงได้ถึง 25% โดยที่ปริมาณดังกล่าวประกอบด้วยซิลิกาปริมาณ 30 phr สำหรับผลการทดสอบสมบัติเชิงกล ซึ่งได้แก่ ความต้านแรงดึง ความต้านแรงฉีกขาด และความแข็ง พบว่า การผสมเถ้าลอยในยางธรรมชาติส่งผลให้มีสมบัติดังกล่าวสูงขึ้นเมื่อเทียบกับการผสมซิลิกาเกรดการค้า นอกจากนี้ คณะวิจัยฯ ดังกล่าว ยังได้ทำการปรับปรุงผิวเถ้าลอยด้วยสารประกอบไซเลนเพื่อทำหน้าที่ปรับปรุงผิวเถ้าลอยในปริมาณ 2% โดยน้ำหนักของเถ้าลอย พบว่า สารเคมีดังกล่าวส่งผลให้สมบัติเชิงกลของผลิตภัณฑ์ยางสูงขึ้น

สำหรับโครงการวิจัยนี้ คณะผู้วิจัยฯ ได้มีแนวคิดในการพัฒนาสูตรวัสดุยางผสม (Rubber blend) ระหว่างยางธรรมชาติและยางคลอโรพรีน ทั้งนี้เพื่อเพิ่มสมบัติความต้านทานการละลายจากตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วและการต้านทานการเสื่อมสภาพโอโซนในยางธรรมชาติ ในขณะเดียวกันเพื่อเพิ่มความแข็งแรง และสมบัติในการยึดติดที่ดี (Tack) ให้กับยางคลอโรพรีนซึ่งเป็นยางสังเคราะห์ที่มีราคาแพง [5] โดยวัตถุประสงค์ของงานวิจัยได้มุ่งเน้นไปถึงการใช้ประโยชน์ของสารเคมีที่มีอยู่ในเถ้าลอย ซึ่งได้แก่ ซิลิกาที่มีอยู่มากในปริมาณถึง 40 % โดยน้ำหนักของเถ้าลอย โดยทำหน้าที่เป็นสารเสริมแรง และโลหะออกไซด์ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นปฏิกิริยาเคมี (Activator) ในปฏิกิริยาวัลคาไนเซชัน สำหรับอุตสาหกรรมสำคัญที่คาดว่าสามารถนำวัสดุผสมไปใช้งานได้นั้น คือ อุตสาหกรรมยางอัดเบ้าทั่วไป เช่น ผลิตภัณฑ์ยางรองแท่นเครื่องจักรอุตสาหกรรม ยางซีล ยางหุ้มสายเคเบิล และยางหุ้มสายไฟฟ้าหัวเทียน จากแนวคิดที่กล่าวผ่านมาข้างต้นนั้น นับว่า การนำเถ้าลอยมาใช้ในวัสดุยางผสมระหว่างยางธรรมชาติและยางคลอโรพรีนจึงเป็นนวัตกรรมใหม่ของวัสดุผสมในการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง ซึ่งนับว่าเป็นสิ่งที่น่าสนใจทั้งในด้านวิชาการ และอุตสาหกรรมการผลิตผลิตภัณฑ์ยางในประเทศให้เจริญเติบโตยิ่งขึ้นต่อไป

วัตถุประสงค์ของโครงการ

เพื่อเป็นแนวทางในการนำเถ้าลอยที่มีในประเทศไทยมาใช้เป็นสารเติมแต่งในผลิตภัณฑ์ ยางผสมระหว่างยางธรรมชาติกับยางคลอโรพรีน
เพื่อศึกษาสมบัติเชิงกล สมบัติกายภาพ โครงสร้างจุลภาค ของยางผสมระหว่างยาง ธรรมชาติกับยางคลอโรพรีนที่มีเถ้าลอยเป็นสารเติมแต่ง
เพื่อสนองนโยบายของรัฐบาล ในการส่งเสริมการใช้และผลิตผลิตภัณฑ์จากยางธรรมชาติ ภายในประเทศเพื่อเพิ่มมูลค่ายางพาราไทย และส่งเสริมการใช้ประโยชน์จากวัสดุเหลือใช้มาหมุนเวียนใช้ให้เกิดประโยชน์

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับจากการวิจัย

ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี - เป็นการพัฒนาวัสดุผสมระหว่างยางธรรมชาติกับยางคลอโรพรีนที่มีเถ้าลอยเป็นสารเติมแต่ง ให้มีสมบัติเหมาะสมกับการนำไปใช้งาน
ด้านเศรษฐกิจและสังคม - เป็นการนำเถ้าลอยทดแทนสารตัวเติมที่นำเข้าจากต่างประเทศ ในยางผสมระหว่างยางธรรมชาติกับยางคลอโรพรีน เพื่อลดการนำเข้าจากต่างประเทศ
ด้านสิ่งแวดล้อม - เป็นการนำวัสดุมาใช้ประโยชน์ให้มีประสิทธิภาพมากที่สุด เพื่อลดปริมาณเถ้าลอยซึ่งเป็นของเสีย
ด้านอุตสาหกรรมและพาณิชย์ - สามารถนำผลงานวิจัยไปใช้ในอุตสาหกรรมการผลิต ผลิตภัณฑ์ยางในด้านต่างๆ ได้มากขึ้น
ด้านวิชาการทั่วไป -สามารถนำผลงานไปเผยแพร่ในรูปสิทธิบัตร หรือบทความวิจัยในวารสารวิชาการได้ และสามารถผลิตนักวิจัยระดับปริญญาโทที่มีประสบการณ์จริงในอุตสาหกรรมได้
ด้านอื่นๆ - เป็นแนวทางในการดำเนินงานวิจัยอย่างต่อเนื่องระหว่างภาครัฐและภาคอุตสาหกรรม