อิทธิพลของระบบวัลคาไนเซชั่นที่มีต่อสมบัติทางกล ความเสียดทานและการสึกหรอ ของยางที่เติมอนุภาคเฮ็กซะโกนอลโบรอนไนไตรด์ INFLUENCE OF VULCANIZATION SYSTEMS ON MECHANICAL, FRICTION AND WEAR PROPERTIES OF RUBBER FILLED WITH HEXAGONAL BORONNITRIDE PARTICLES

Abstract

บทคัดย่อ

         งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาอิทธิพลของระบบวัลคาไนเซชั่นด้วยซัลเฟอร์เพอร์ออกไซด์ และแบบผสมซัลเฟอร์กับเพอร์ออกไซด์ที่มีต่อสมบัติทางกล ความเสียดทานและการสึกหรอของยางธรรมชาติและยางอีพีดีเอ็มที่เติมสารปรับความเสียดทานอนุภาคเฮ็กซะโกนอลโบรอนไนไตรด์ปริมาณ 40 ส่วนในร้อยส่วนของยางซึ่งมีการนำยางคอมปาวด์ไปทดสอบคุณลักษณะการคงรูปของยาง สมบัติทางกลด้านการทนแรงดึงและทนแรงฉีกขาดทดสอบสมบัติความเสียดทานและการสึกหรอจากเครื่องไตรโบมิเตอร์แบบลูกบอลบนจานหมุน พร้อมกับตรวจสอบสัณฐานวิทยาของรอยสึกหรอบนผิวยางด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องกราดนอกจากนี้ยังมีการเปรียบเทียบสมบัติของยางที่เติมอนุภาคเฮ็กซะโกนอลโบรอนไนไตรด์กับผงพอลิเททระฟลูออโรเอทธิลีนด้วยจากการทดลอง พบว่ายางธรรมชาติที่ผ่านระบบวัลคาไนเซชั่นด้วยซัลเฟอร์ใช้เวลาในการคงรูปยางน้อยที่สุด ส่วนระบบวัลคาไนเซชั่นแบบผสมซัลเฟอร์กับเพอร์ออกไซด์ และระบบวัลคาไนเซชั่นด้วยเพอร์ออกไซด์ใช้เวลาในการคงรูปยางเพิ่มขึ้นตามลำดับ ส่วนยางอีพีดีเอ็มให้ผลการทดลองที่สวนทางกันยางทั้งสองชนิดที่ผ่านระบบวัลคาไนเซชั่นด้วยซัลเฟอร์ให้ค่าความทนแรงดึงและทนแรงฉีกขาดสูงสุด จึงส่งผลให้ความต้านทานการสึกหรอดีที่สุดแต่ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานของยางสูงมากที่แสดงถึงการลื่นไถลไม่ดีนัก เนื่องจากยางที่ผ่านระบบวัลคาไนเซชั่นด้วยซัลเฟอร์เกิดพันธะข้ามส่วนใหญ่เป็นพอลิซัลฟิดิกที่มีความอ่อนตัวและมีความสามารถในการยืดตัวสูง จึงทำให้ยากต่อการเคลื่อนที่ผ่านระหว่างคู่ผิวสัมผัสโดยยางที่เติมอนุภาคเฮ็กซะโกนอลโบรอนไนไตรด์ให้สมบัติการทนแรงดึง ทนแรงฉีกขาด และความต้านทานการสึกหรอโดยรวมสูงกว่าการใช้ผงพอลิเททระฟลูออโรเอทธิลีน แต่สมบัติการลื่นไถลไม่ดีเท่า

คำสำคัญ: ยางธรรมชาติ  ยางอีพีดีเอ็ม  ลื่นไถล  วัลคาไนเซชั่น  เฮ็กซะโกนอลโบรอนไนไตรด์

Abstract

         This research work deals with the influence of vulcanization systems with sulfur, peroxide and sulfur/peroxide on mechanical, friction and wear properties of natural rubber (NR) and ethylenepropylene-diene rubber (EPDM) filled with hexagonal boron nitride (hBN) as friction modifier at loading of 40 phr. The rubber compounds were characterized in terms of cure and mechanical (tensile and tear) properties. The friction and wear properties of rubber vulcanizates were examined by the Ball-on-Disc tribometer and using Scanning Electron Microscope (SEM) to investigate the morphology of wear track on rubber surface. The comparison between hBN and Polytetrafluoroethylene (PTFE) filled rubbers was also interested. The results suggested that thecure time of sulfur-cured NR vulcanizates was the shortest, whereas the increase of cure time with sulfur/peroxide- and peroxide-cured systems, respectively. The opposite behavior was observed for the EPDM vulcanizates. All rubber vulcanizates of sulfur curing system gave the highest tensile and tear strength, leading to the greatest wear resistance. The coefficient of friction of rubber was very high indicating the inferior of the slip property. The reason was associated with the high soft and elongation linkages of polysulfidic crosslink in sulfur-cured rubber compounds which involved the difficulty for sliding between counterfaces. The overall tensile and tear properties, and wear resistance of the hBN-filled rubber vulcanizates were relatively higher than that of PTFE, but the slip property was unsatisfied.

Keywords: Natural Rubber, EPDM, Slip, Vulcanization, Hexagonal Boron Nitride