การผลิตวัสดุประกอบโพลียูรีเทนและถ่านคาร์บอนจากลิกนินเพื่อใช้เป็นฉนวนความร้อน
คำสำคัญ:
น้ำยางดำ, ลิกนิน, โพลียูรีเทน, วัสดุประกอบบทคัดย่อ
การเตรียมวัสดุประกอบโพลียูเทนผสมถ่านคาร์บอนและพาราฟินเพื่อใช้เป็นฉนวนความร้อน ทำโดยการเตรียมถ่านคาร์บอนจากลิกนินที่แยกจากน้ำยางดำซึ่งเป็นของเสียจากโรงงานกระดาษ เมื่อวิเคราะห์ลิกนินด้วยเครื่อง CHNS/O analyzer พบว่ามีองค์ประกอบธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจนและไนโตรเจนเท่ากับ 60.93% 5.60% และ 0.20% ตามลำดับ ลิกนินจะถูกเผาเป็นถ่านคาร์บอนในสภาวะอับอากาศที่อุณหภูมิ 385 oC เป็นเวลา 1 hr ด้วยอัตราการเพิ่มอุณหภูมิ 10 oC/min จากนั้นนำไปเสริมแรงให้กับวัสดุประกอบโพลียูเทนผสมพาราฟิน โดยการเติมถ่านคาร์บอนที่ 0-20% โดยน้ำหนัก พบว่ามีค่าการทนต่อแรงอัดในช่วง 0.186-0.645 MPa ค่าการนำความร้อนมีแนวโน้มลดลงระหว่าง 0.149-0.466 W/m.K ตามปริมาณคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น การเติมถ่านคาร์บอน 20% โดยน้ำหนัก มีค่าการนำความร้อนต่ำที่สุดที่ 0.149 W/m.K เมื่อนำไปทดสอบเสถียรภาพทางความร้อนด้วยการทำ Thermal Cycling ที่อุณหภูมิ 5-80 oC พบว่าไม่มีการเสื่อมสภาพและไม่เปลี่ยนแปลงทางความร้อนที่การทดสอบ 500 รอบ ยืนยันจากผล FTIR และการวิเคราะห์เสถียรภาพต่ออุณหภูมิก่อนและหลังด้วยเครื่อง DSC ซึ่งพบว่ามีค่าความจุความร้อนเป็น 37.50 และ 38.63 J/g ตามลำดับ
เอกสารอ้างอิง
2. Chalit A. Polyurethane product quality improvements by using reaction-injection-molding flow analysis [Master Thesis in Mechanical Engineering]. Bangkok: The Graduate School, Kasetsart University; 2006. Thai.
3. Prattana T. Operation strategies for maximizing electrical output of cogeneration system in a pulp mill [Master Thesis of Engineering in Energy Management Technology]. Bangkok: The Graduate School, King Mongkut’s University of Technology Thonburi; 2012. Thai.
4. Office of Industrial Economics. Index Industrial [Online] 2013 [Cited 29 Nov 2014]. Available from: http://
www.oie.go.th/academic/statistics
5. ASTM International. ASTM D1621 - 00 Standard Test Method for Compressive Properties Of Rigid Cellular Plastics [Online] 2014 [Cited 25 Jul 2017]. Available from: https://www.astm.org/DATABASE.
CART/HISTORICAL/D1621-00.htm
6. Zhang C, Wu H, Kessler MR. High bio-content polyurethane composites with urethane modified lignin as filler. Polymer 2015; 69: 52–57.
7. Sameni J, Krigstin S, Sain M. Characterization of lignins isolated from industrial residues and their beneficial uses. BioResources 2016; 11: 8435–8456.
8. Lazzarini A. Activated carbons for applications in catalysis: the point of view of a physical-chemist.
Rendiconti Lincei 2017; 1: 1–14.
9. Dhevi DM, Prabu AA, Kim KJ. Hyperbranched polyester as a crosslinker in polyurethane formation: real-time monitoring using in situ FTIR. Polymer Bulletin 2016; 73: 2867–2888.
10. Ciecierska E, Jurczyk-Kowalska M, Bazarnik P, Kowalski M, Krauze S, Lewandowska M. The influence of carbon fillers on the thermal properties of polyurethane foam. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2016; 123: 283–291.
11. Karaipekli A, Biçer A, Sarı A, Tyagi VV. Thermal characteristics of expanded perlite/paraffin composite phase change material with enhanced thermal conductivity using carbon nanotubes. Energy Conversion and Management 2017; 134: 373–381.
12. Lorwanishpaisarn N, Kasemsiri P, Posi P, Chindaprasirt P. Characterization of paraffin/ultrasonic-treated diatomite for use as phase change material in thermal energy storage of buildings. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2017; 128: 1293–1303.
13. Hoseinabadi M, Naderi M, Najafi M, Motahari S, Shokri M. A study of rigid polyurethane foams: The effect of synthesized polyols and nanoporous graphene. Journal of Applied Polymer Science 2017; 134: 1–6.
