a devolopment of low density polyethylene composites made with rice husk

รายชื่อผู้ทำาโครงงาน1.นายวศิน ปัญจรัตนากร ห้องม.6/32.นายชยุตม์ จัตุนวรัตน์ ห้องม.6/5 3.นายตรีทเศศ เจียมจรัสรังสี

ห้องม.6/5อาจารย์ที่ปรึกษา

อ.สาโรจน์ บุญเสง็ สาขาวิชาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานสุรณ์

อ.อุษา จีนเจนกิจ สาขาวิชาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานสุรณ์

ที่มาและความสำาคัญ พอลิเมอร์ (Polymer) คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ และมมีวลโมเลกุลมากประกอบด้วย หน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจจะเหมือนกนัหรือต่างกนัมาเชื่อมต่อกันด้วยพนัธะโคเวเลนต์

พอลิเอทิลีน (Polyethylene: PE)สีขาวขุ่น โปร่งแสง มีความลื่นมันในตัว

สมบัติทั่วไป -ยืดหยุ่นได้ดี เหนียวมากที่อุณหภูมติำ่า - มีความทนทานต่อสารเคมีได้ดีมาก -ทนต่อสภาวะอากาศได้ดีพอควร อากาศและก๊าซสามารถซึมผ่านได้ดี

พอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่า (LDPE)

พอลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE)

พอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่าชนิดโซ่ตรง (LLDPE)

ชนิดของพอลิเอทิลีน

วัตถุประสงค์

1. เพื่อหาคุณสมบัติของพลาสติกที่เกิดจากการนำาเปลือกข้าวมาผสมกับพอลิเอทลิีนความหนาแน่นตำ่าในอัตราส่วนต่างๆกนั

2. เพื่อหาอัตราส่วนในการผสมพอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่ากับเปลือกข้าวที่จะทำาให้ได้พลาสติกที่มีคุณภาพและลดปรมิาณของการใช้พอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่ามากที่สุด

ขอบเขตของการศึกษา

ทำาพลาสติกผสมโดยใช้เปลือกข้าวในอัตราส่วนรอ้ยละ 10, 20, 30 และ 40 โดยมวลของพอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่า และ ผสม White Oil ในอัตราส่วน 1% ของพอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่า แล้วนำามาทดสอบคุณสมบัติของพลาสติกผสมนั้น

วิธีการทดลอง

การทำาพลาสติกผสมระหว่างพอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่ากับเปลือกข้าว

การทดสอบคุณสมบัติต่างๆของพลาสตกิผสม

การวิเคราะหแ์ละสรุปผล

การเตรียมสารที่จะนำาไปทำาพลาสติกผสม

วิธีการทดลองขั้นตอนที่ 1 การเตรยีมสารที่จะนำาไปทำาพลาสติกผสม

1. การลดขนาดของเปลือกข้าว

วิธีการทดลองขั้นตอนที่ 1 การเตรยีมสารที่จะนำาไปทำาพลาสติกผสม

2. การคัดขนาดของเปลือกข้าว โดยเลือกขนาดที่น้อยกว่า 100 mesh

วิธีการทดลองขั้นตอนที่ 1 การเตรยีมสารที่จะนำาไปทำาพลาสติกผสม

3. การอบพอลิเอทลิีนความหนาแน่นตำ่าและเปลือกข้าว อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส 8 ชั่วโมง

วิธีการทดลองขั้นตอนที่ 2

การทำาพลาสติกผสมระหว่างพอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่ากับเปลือกข้าว1. การผสมพลาสติกผสม ใช้พอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่าที่ผสมไวท์ออยล์รอ้ยละ1 ผสมกบัเปลือกข้าวร้อยละ 10, 20, 30 และ40 โดยมวล

วิธีการทดลองขั้นตอนที่ 2

การทำาพลาสติกผสมระหว่างพอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่ากับเปลือกข้าว2. การลดขนาดของพลาสติกผสม

วิธีการทดลองขั้นตอนที่ 2

การทำาพลาสติกผสมระหว่างพอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่ากับเปลือกข้าว3. การขึ้นรปูพลาสติกผสม

วิธีการทดลองขั้นตอนที่ 3 การทดสอบคุณสมบัติต่างๆของพลาสติกผสม

1. การทดสอบแรงดึง

วิธีการทดลองขั้นตอนที่ 3 การทดสอบคุณสมบัติต่างๆของพลาสติกผสม

2. การทดสอบคุณสมบัติแรงกระแทก

วิธีการทดลองขั้นตอนที่ 4 การวิเคราะห์และสรุปผล

ผลการทดลอง

คา่ยังมอดูลัส (Young’s Modulus of Elasticity) เป็นค่าที่บอกถึงความแข็งของวสัดุหรือความสามารถในการรับแรงต่อการเปลี่ยนรูปหรือ เสียสภาพของวัสด ุ

ค่ายงัมอดูลัส = ความเค้น ความเครียด

ผลการทดลอง

กราฟที่ 1 แสดงคา่ Young's Modulus ของพอลิเอทิลีนความหนาแน่นตำ่าผสมกับเปลือกข้าวในอัตราส่วน 0%, 10%, 20%, 30% และ 40%

Young's Modulus

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

0% 10% 20% 30% 40% 50%

Percentage rice husk (w/w)

Yo

un

g's

Mo

du

lus

(MP

a)

ผลการทดลอง

ความต้านทานแรงดงึ (Tensile Strength) คอื คา่ความเค้นสูงสุดที่เกิด

ขึ้นเมื่อดึงวัตถุ

ความเค้น (Stress) = แรงที่กระทำา / พื้นที่หน้าตัดที่รับแรงนั้น

ผลการทดลอง

กราฟที่ 2 แสดงคา่ Tensile Strength ของพอลิเอทิลนีความหนาแน่นตำ่าผสมกับเปลือกข้าวในอัตราส่วน 0%, 10%, 20%, 30% และ 40%

Tensile Strength

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0% 10% 20% 30% 40% 50%

Percentage rice husk (w/w)

Ten

sile

Str

eng

th (

MP

a)

ผลการทดลอง

ร้อยละความเครียด (Percentage Strain at Break)

ร้อยละความเครียด (%Strain) = (ความยาวหลังดึง - ความยาวก่อนดึง) 100

ความยาวก่อนดงึ

ผลการทดลอง

กราฟที่ 3 แสดงคา่ Percentage Strain at Break ของพอลิเอทิลนีความหนาแน่นตำ่าผสมกับเปลือกข้าวในอตัราส่วน 0%, 10%, 20%, 30% และ 40%

Percentage Strain at Break

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

0% 10% 20% 30% 40% 50%

Percentage rice husk (w/w)

Per

cen

tag

e S

trai

n a

t B

reak

ผลการทดลอง

Impact Resistance = งานที่ใช้กระแทก พื้นที่รอยแยก

Impact Resistance คือ ค่าทดสอบความทนแรงกระแทก

ผลการทดลอง

กราฟที่ 4 แสดงคา่ Impact Resistance ของพอลิเอทิลนีความหนาแน่นตำ่าผสมกับเปลือกข้าวในอตัราส่วน 0%, 10%, 20%, 30% และ 40%

Impact resistance

0

50

100

150

200

250

300

350

0% 10% 20% 30% 40% 50%

Percentage rice husk

Imp

act

res

ista

nce

(kJ/

m2)

สรุปผลการทดลอง

คา่ Impact Resistance, Percentage Strain at Break, Tensile Strength มีค่าลดลง เมื่อผสมในปรมิาณที่มากขึ้น

คา่ Young’s Modulus of Elasticity มีค่ามากขึ้น เมื่อผสมเปลือกข้าวในปริมาณที่มากขึ้น

อัตราส่วนที่เหมาะสมคือ 10% เพราะนอกจากจะลดปริมาณการใช้พอลิเอทิลนีความหนาแน่นตำ่าได้ในระดบัหนึ่งแล้ว ยังสามารถคงคุณสมบัตขิองพลาสติกให้ไม่แตกต่างจากเดิมมากนัก

กิตติกรรมประกาศขอขอบพระคุณ โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

โครงการ "การประกวดโครงงานของนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว ์”

อ.จันทร์ฉาย ทองปิ่น ภาควิชาวิทยาการและวิศวกรรมวสัดุ. คณะวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีอุตสาหกรรม. มหาวิทยาลัยศิลปากร

วิทยาเขตพระราชวังสนามจันทร์ดร. ชาคริต สริิสงิห ภาควิชาเคม ีคณะวิทยาศาสตร์

มหาวิทยาลัยมหิดลอ.อษุา จีนเจนกิจ สาขาวิชาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์อ.สาโรจน ์ บญุเสง็ สาขาวิชาเคมี

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์