นโยบายการจัดการความรู้ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ 1.ให้ใช้เครื่องมือการจัดการความรู้ผลักดัน คุณภาพคน และกระบวนทำงาน 2.ส่งเสริมการแลกเปลี่ยนประสบการณ์การทำงาน จากหน้างาน 3.ส่งเสริมให้มีเวทีเรียนรู้ร่วมกัน

Zenki
Ico64
นาย พรพจน์ หนูทอง
นักวิทยาศาสตร์
ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์
เครือข่าย
สมาชิก · ติดตาม: 0 · ผู้ติดตาม: 2

Page Visits: 665
comment: 1

Rubber aging tester การเสื่อมสภาพ

ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์ให้บริการทดสอบตัวอย่างด้านยางและผลิตภัณฑ์ยางพารา นอกจากการทดสอบสมบัติเชิงกลความต้านทานแรงดึงด้วยเครื่อง Tensile tester ซึ่งลูกค้าเอกชนส่งมาทดสอบเป็นประจำแล้ว ยังมีการทดสอบ “การเสื่อมสภาพ” ของยางที่ถูกส่งมาทดสอบอย่างต่อเนื่องด้วยเช่นกัน มีเครื่องมือสำหรับ aging 2 ชนิด คือ เครื่อง Geer aging tester และเครื่อง Ozone aging tester โดย Geer aging tester ใช้บ่มเร่งสภาวะด้วยลมร้อนที่หมุนเวียนภายในตู้ สามารถทดสอบได้จนถึงอุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส ส่วนเครื่อง Ozone aging tester ใช้บ่มเร่งสภาวะด้วยโอโซนที่ถูก generate ด้วยหลอดยูวี ควบคุมปริมาณโอโซนได้ถึง 200 pphm และให้ความร้อนถึง 70 องศาเซลเซียส

 

การเสื่อมสภาพของยาง จะเกิดขึ้นเร็วหรือช้าแตกต่างกันนั้น ไม่เพียงแต่เกิดขึ้นจากปัจจัยความแตกต่างกันของ ชนิดของยาง สารเคมียางและสภาวะของการทำให้ยางคงรูป แล้ว ยังขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อมรอบ ๆ วัสดุอีกด้วย ผมเคยอ่านเจอพบว่า สะพานทางรถไฟแห่งหนึ่งในเมือง Melbourne ของประเทศออสเตรเลีย แผ่นยางรองคานสะพาน หนาเพียง 12.7 มิลลิเมตร เท่านั้น สามารถใช้งานได้นานมากๆ ถึง 100 ปี โดยที่ไม่พบการเสื่อมสภาพของเนื้อยางภายใน ยางก็ยังคงมีความยืดหยุ่น ซึ่งมีความแข็งเท่ากับ 63 IRHD เป็นไปได้อย่างไร

 

อย่างที่ตำราเขียนไว้ครับว่า ออกซิเจน เป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อโครงสร้างทางเคมีของยาง โดยเป็นสาเหตุของออกซิเดชั่นที่เกิดขึ้นเมื่อยางสัมผัสกับอากาศ ซึ่งกรณีของยางดิบ เมื่อผ่านการคงรูปด้วยกำมะถัน ออกซิเจนจะทำหน้าที่เร่งการเชื่อมประสานของโครงสร้างทางเคมี ทำให้ยางมีความแข็ง (hardness) และความตึงตัว (stiffness) เพิ่มสูงขึ้น แต่ขณะเดียวกันก็สามารถทำให้โครงสร้างของยางซึ่งมีสายโซ่ยาวนั้นขาดลงเป็นสายสั้น ๆ และทำให้ hardness และ stiffness ลดลงได้เช่นเดียวกัน ดังนั้นออกซิเดชั่นที่เกิดขึ้นจึงมีทั้งคุณและโทษ

 

โอโซน นั้นพบว่า โอโซนเพียงปริมาณเล็กน้อยในบรรยากาศ ประมาณ 1 pphm หรือ คิดเป็นปริมาตรของโอโซนต่อปริมาตรของอากาศทั้งหมดเท่ากับ 1 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อหนึ่งร้อยลูกบาศก์เมตร ก็สามารถทำให้ผิวหน้าของยางที่มีความเครียด (strain) เนื่องจากมีแรงมาทำให้รูปร่างของยางเปลี่ยนไปจากเดิมนั้นเกิดรอยแตกได้ (cracking) แต่โอโซนจะมีกลไกการเร่งการเสื่อมสภาพแตกต่างจากออกซิเจน ซึ่งออกซิเจนนั้นสามารถเกิดปฏิกิริยากับยางตั้งแต่พื้นผิวภายนอกและยังแทรกซึมผ่านพื้นผิวนอกเข้าสู่ภายในได้ ขณะที่โอโซนจะเกิดขึ้นเฉพาะผิวนอกเท่านั้น

 

ข้อดีของออกซิเจนที่ดูเหมือนจะเป็นผลดีต่อยางมากกว่าโอโซน ในการทำให้สมบัติของยางเปลี่ยนไปจนเกิดการเสื่อมเกิดขึ้น ก็คือ ออกซิเจนที่เกิดออกซิเดชั่นบริเวณผิวชั้นนอกของยาง จนทำให้เนื้อยางชั้นนอกมีสภาพความแข็งและความตึงตัวเพิ่มขึ้น เกิดกลายเป็นเกราะป้องกันการซึมผ่านของออกซิเจนจากภายนอกไม่ให้แทรกซึมผ่านเข้าสู่เนื้อยางชั้นใน และนี่คงเป็นเหตุผลหนึ่ง ที่ตอบได้ว่าทำไมยางรองคานสะพานรถไฟในประเทศออสเตรเลียจึงมีอายุการใช้งานนานขนาดนั้น

 

มีลูกค้าส่งตัวอย่างยางมาทดสอบความทนทานต่อโอนโซน ที่อุณหภูมิ 83 องศาเซลเซียส นาน 48 ชั่วโมง แต่เครื่องมือสามารถทดสอบที่อุณหภูมิไม่เกิน 70 องศาเซลเซียส เท่านั้น เราจะทดสอบได้อย่างไร แม้ว่าอุณหภูมิสูงกว่าจะมีผลต่อการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นมากกว่า ดังนั้นอุณหภูมิ 83 องศาเซลเซียส จึงเร่งการเสื่อมของตัวอย่างยางมากกว่า แผนการทดสอบจึงต้องปรับเปลี่ยน โดยทดสอบ ณ อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส ความเข้มของโอโซนเท่ากัน แต่ขยายเวลาการทดสอบให้นานขึ้นเป็น 72 และ 96 ชั่วโมง และตรวจสอบ cracking บนพื้นผิวตัวอย่าง แล้วผลจะออกมาเป็นอย่างไรนั้นไว้มาตามดูกันครับ

หมวดหมู่บันทึก: บริการวิชาการ
สัญญาอนุญาต: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
สร้าง: 15 มกราคม 2560 23:29 แก้ไข: 15 มกราคม 2560 23:29 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
Flowers
สมาชิกที่ให้กำลังใจ: Ico24 คนธรรมดา และ Ico24 ดำขำ.
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

comment

Ico48
Yok~ห้วยขมิ้น [IP: 182.232.22.246]
16 มกราคม 2560 18:45
#105851

พอจะทราบเหตุผลว่าทำไมจึงต้องขยายเวลาการวัด (คือต้องการเร่งการทำปฏิกิริยาออกซิเดชั่น) แต่ยังคงสงสัยอยู่ว่า มีเกณฑ์อย่างไรในการขยายเวลาในการวัดออกเป็น 72 กับ 96 ชม. แล้วผลที่ได้จากการขยาย ชม. เป็น 2 จุดนี้ จะใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงถึง 83 องศาเซลเซียส ได้อย่างไร

Comment on this Post

Name:
Email:
IP Address: 3.84.130.252
Message:  
Load Editor
   
Cancel or