วัสดุเชิงประกอบอิพ็อกซีเสริมแรงด้วยผ้าไหมที่ปรับสภาพด้วยกรด

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงความเหนียวของวัสดุเชิงประกอบอิพ็อกซีโดยใช้ผ้าไหมที่ปรับสภาพด้วยกรด ขั้นตอนแรกนำผ้าไหมมาปรับสภาพด้วยกรดฟอร์มิก และกรดฟอสฟอริกความเข้มข้นร้อยละ 85 ในเวลาต่างๆโดยไม่มีแรงขึงตึง จากนั้นเตรียมวัสดุเชิงประกอบอิพ็อกซีเสริมแรงด้วยผ้าไหมโดยวิธีการทาด้วยมือ ในงานวิจัยนี้วัสดุเชิงประกอบอิพ็อกซีถูกผลิตขึ้นโดยมีผ้าไหมสำหรับเสริมแรงจำนวน 2, 4 และ 6 ชั้น จากการทดลองพบว่ากระบวนการปรับสภาพด้วยกรดมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงลักษณะพื้นผิว ความเป็นผลึก และสมบัติเชิงกลของผ้าไหมที่ผ่านการปรับสภาพ ซึ่งผลข้างต้นนี้สามารถพิสูจน์ได้จากการส่องด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เทคนิคเอกซ์เรย์ดิฟแฟรกชัน และการทดสอบความทนแรงดึง ตามลำดับ ในงานวิจัยนี้ใช้กรดสองชนิดคือ กรดฟอร์มิก และกรดฟอสฟอริกความเข้มข้นร้อยละ 85 กรดทั้งสองชนิดนี้ทำให้เส้นไหมเกิดการบวมตัว แต่จะส่งผลต่อระดับการเปลี่ยนแปลงของไหมที่แตกต่างกัน โดยกรดฟอร์มิกจะกระจายตัวเข้าไปในโครงสร้างผลึกเบต้าชีตได้ช้า ในทางตรงกันข้ามเส้นไหมจะเกิดการบวมตัวทันทีในกรดฟอสฟอริก ซึ่งก่อให้เกิดการสูญเสียโครงสร้างการรับแรงตามแนวทิศทางการจัดเรียงตัวของเส้นใย ดังนั้นผ้าไหมที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดฟอสฟอริกสำหรับงานวิจัยนี้ไม่ถูกนำมาผลิตเป็นวัสดุเชิงประกอบ แต่ในกรณีของผ้าไหมที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดฟอร์มิกจะถูกนำมาใช้เสริมแรงในวัสดุเชิงประกอบอิพ็อกซี จากผลการทดลองพบว่าความทนแรงกระแทกของวัสดุเชิงประกอบอิพ็อกซีเสริมแรงด้วยผ้าไหมที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดฟอร์มิกได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการเสริมแรงด้วยผ้าไหมที่ไม่ผ่านการปรับสภาพ จากการศึกษาผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า มีการยึดติดดีขึ้นระหว่างอิพ็อกและผ้าไหมที่ผ่านการปรับสภาพแล้ว ซึ่งความสามารถในการยึดติดที่ดีขึ้นนั้นเกิดจากกระบวนการปรับสภาพด้วยกรดฟอร์มิก อีกทั้งยังเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการปรับปรุงสมบัติต่างๆให้ดีขึ้น