การผลิตแผ่นยางมาตรฐานสำหรับการทดสอบความทนต่อการขัดสีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ภัณฑิลา ภูมิระเบียบ; อรสา อ่อนจันทร์; ประเสริฐ  แซ่จู; อรสา อ่อนจันทร์

doi:10.60136/bas.v7.2018.227

ผู้แต่ง

ภัณฑิลา ภูมิระเบียบ กรมวิทยาศาสตร์บริการ
อรสา อ่อนจันทร์ กรมวิทยาศาสตร์บริการ
ประเสริฐ แซ่จู กรมวิทยาศาสตร์บริการ
อรสา อ่อนจันทร์ กรมวิทยาศาสตร์บริการ

DOI:

https://doi.org/10.60136/bas.v7.2018.227

คำสำคัญ:

การทดสอบความทนต่อการขัดสี, แผ่นยางมาตรฐาน, ผลิตภัณฑ์เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม, การประหยัดพลังงาน

บทคัดย่อ

แผ่นยางมาตรฐานสำหรับการทดสอบความทนต่อการขัดสีนั้นมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในห้องปฏิบัติการทดสอบผลิตภัณฑ์ ยางการทดสอบความทนต่อการขัดสีตามมาตรฐาน ISO4649, ASTM D5963 และ DIN53516 จำเป็นต้องใช้แผ่นยางมาตรฐาน เป็นตัวสอบเทียบกระดาษทรายก่อนจะทดสอบความทนต่อการขัดสี่ของตัวอย่าง แผ่นยางมาตรฐานดังกล่าวเป็นวัสดุสิ้นเปลือง มีราคาสูง และมีการใช้อย่างมาก การศึกษานี้จึงได้ทำการผลิตแผ่นยางมาตรฐานดังกล่าวขึ้นใช้เองในห้องปฏิบัติการ โดยอ้างอิงสูตรยางมาตรฐานที่ระบุไว้ในภาคผนวก B ของมาตรฐาน ISO 4649 ซึ่งกำหนดการทำให้ยางคงรูปที่อุณหภูมิ 150 $gif.latex?\pm$ 2 °C และระยะ เวลา 25 $gif.latex?\pm$ 1 นาที เนื่องจากเวลาที่ทำให้ยางมาตรฐานคงรูปที่กำหนดไว้ใช้เวลาค่อนข้างนานจึงได้ทำการศึกษาอุณหภูมิและระยะ เวลาที่เหมาะสมในการขึ้นรูปยางมาตรฐานดังกล่าว ผลจากการทดลองพบว่าการทำให้ยางคงรูปที่อุณหภูมิ 150 °C เป็นเวลา 20 นาที่เป็นสภาวะที่เหมาะสมในการขึ้นรูปยางมาตรฐานที่มีสมบัติเป็นไปตามที่มาตรฐานกำหนด คือ ความแข็งเท่ากับ 60 $gif.latex?\pm$ 3 Shore A น้ำหนักที่เปลี่ยนแปลงไปภายหลังการขัดสีอยู่ในช่วง 180-220 mg และมีความแตกต่างของน้ำหนักที่เปลี่ยนแปลงไปภายหลัง การขัดสีเปรียบเทียบกับยางมาตรฐานที่ผลิตจําหน่ายน้อยกว่า 15 mg การใช้ระยะเวลาที่สันขึ้นช่วยประหยัดพลังงานและเวลา นอกจากนั้นในการศึกษานี้ได้ปรับสูตรของยางมาตรฐานเพื่อลดการใช้สารเคมีที่เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม เช่น ZnO และสารตัวเร่ง MBTS ทั้งนี้เนื่องจากแนวโน้มของอุตสาหกรรมทุกวันนี้เป็นไปในทางที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสูงมาก และใน อนาคตอันใกล้จะไม่อนุญาตให้ใช้สารเคมีที่เป็นพิษเหล่านี้ในผลิตภัณฑ์ยางอีกต่อไป ผลจากการทดลองพบว่าสามารถเตรียม ยางมาตรฐานที่ใช้ ZnO ลดลงจาก 50 phr เหลือเพียง 5 phr และสามารถใช้สารตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เช่น CBS ทดแทนสารตัวเร่งปฏิกิริยาที่ก่อให้เกิดสารก่อมะเร็งที่เป็นอนุพันธ์ของไนโตรซามีน ผลที่ได้จากการทดลองนอกจากได้ ยางมาตรฐานสูตรที่เป็นไปตามที่มาตรฐาน ISO 4649 กำหนดแล้ว ยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ผลการศึกษาสูตรยางที่ผ่านเกณฑ์มาตรฐาน ISO 4649 กำหนดทั้งรายการความแข็งและน้ำหนักที่เปลี่ยนแปลงไปภายหลังการขัดสีมี 3 สูตร คือสูตร Z050 (ZnO 50 phr ขึ้นรูปที่ 150°C เป็นเวลา 20 นาที) สูตร ZoCc (ZnO 5 phr ขึ้นรูปที่ 160 C เป็นเวลา 10 นาที) และสูตร ZoCBS (ใช้ CBS แทน MBTS ขึ้นรูปที่ 160 °C เป็นเวลา 20 นาที)

References

AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS. ASTM D5963-04 (Reapproved 2015). Standard test method for rubber property--Abrasion resistance (Rotary drum abrader).

DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG. DIN 53516: 1987. Testing of rubber and elastomers, Determination of abrasion resistance.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 4649:2002. Rubber, vulcanized or thermoplastic—Determination of abrasion resistance using a rotating cylindrical drum device.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 7619-1:2010. Rubber, vulcanized or thermoplastic—Determination of indentation hardness Part 1: Durometer method (Shore hardness).

พงษ์ธร แซ่อุย และ ชาคริต สิริสิงห. ยาง: กระบวนการ ผลิตและทดสอบ. ปทุมธานี : ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุ แห่งชาติ, 2550, 164 หน้า.

วราภรณ์ ขจรไชยกุล. ผลิตภัณฑ์ยาง : กระบวนการผลิตและเทคโนโลยี. พิมพ์ครั้งที่ 2. กรุงเทพฯ: สำนักงานกองทุน สนับสนุนการวิจัย, 2554, 203 หน้า.