B15356851

2

การออกแบบชดปฏบตการน ารองของกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน

ส าหรบการปรบปรงพนผวซลกา

นายณฐกจ หลมประพนธ นายนนฐชย ทตตยกล

ปรญญานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต

ภาควชาวศวกรรมเคม คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

ปการศกษา 2551

ใบรบรองปรญญานพนธ ภาควชาวศวกรรมเคม คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

เรอง การออกแบบชดปฏบตการน ารองของกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน ส าหรบการปรบปรงพนผวซลกา

โดย นายณฐกจ หลมประพนธ นายนนฐชย ทตตยกล

ไดรบอนมตใหเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร วศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวชาวศวกรรมเคม

______________________________________หวหนาภาควชาวศวกรรมเคม (ผชวยศาสตราจารย ดร.ภาวน นรตถรกษา) 31 มนาคม 2552

คณะกรรมการสอบปรญญานพนธ

______________________________________ประธานกรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร.ถราวธ พงศประยร)

______________________________________กรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร.ก าชย นยธตกล)

______________________________________กรรมการ

(อาจารยไพโรจน วงศวโรจนธนา)

3

ชอ : นายณฐกจ หลมประพนธ นายนนฐชย ทตตยกล ชอปรญญานพนธ : การออกแบบชดปฏบตการน ารองของกระบวนการแอด

ไมเซลลาร พอลเมอไรเซชนส าหรบการปรบปรงพนผวซลกา สาขาวชา : วศวกรรมเคม คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ อาจารยทปรกษาปรญญานพนธ : ผชวยศาสตราจารย ถราวธ พงศประยร ปการศกษา : 2551

บทคดยอ ในงานวจยนเปนการออกแบบกระบวนการและสรางถงปฏกรณของระบบตอเนองในกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน ทใชไอโซพรนเปนมอนอเมอร และ CTAB เปนสารลดแรงตงผว รวมทงใชโพแทสเซยมเปอรซลเฟต เปนตวเรมตนท าปฏกรยา โดยปฏกรยาพอลเมอไรเซชนจะก าหนดทอณหภม 80 องศาเซลเซยส หลงจากนนน าซลกาทผานการปรบปรงผวมาทดสอบลกษณะความไมชอบน า ทดสอบโดยวธการเผา และวเคราะหดวยเครองยว (UV-Spectroscope) จากการทดสอบโดยอาศยลกษณะความไมชอบน าพบวา ซลกาทผานการปรบปรงผวแลวจะลอยน าสวนซลกาทยงไมไดปรบปรงผวจะจม และเมอน าซลกาทผานการปรบปรงผวไปทดสอบดวยเครองวเคราะหองคประกอบดวยยว (UV-Spectroscope) จะพบวาซลกาทผานการปรบปรงผวจะมคาการดดกลนแสงอยในชวง 240-246 nm ซงเปนคาการดดกลนแสงของฟลมของพอลไอโซพรน แสดงใหเหนวาชดปฏบตการน ารองกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน สามารถปฏบตงานได ซงมรอยละเกดฟลมพอลไอโซพรนเทากบ 36.4 % ค าส าคญ : แอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน, ถงปฏกรณแบบตอเนองแบบ CSTR , ซลกา, การปรบปรงพนผว

__________________________________อาจารยทปรกษาปรญญานพนธ

4

Name : Mr. Nutthakij Limpraphan : Mr. Nonthachai Tuttatiyakul Project Title : Pilot Scale of Admicellar Polymerization Process

for Silica Surface Treatment Major field : Chemical Engineering, Faculty of Engineering King Mongkut’s University of Technology North Bangkok Project Advisor : Assistant Professor Dr.Thirawudh Pongprayoon Academic Year : 2008

Abstract

This research was to design and construct the pilot-scale continuous process of admicellar polymerization . Isoprene, hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), potassium persulfate (K2S2O8) were used as monomer, surfactant, and initialtor, respectively, for forming polymer film on silica surface. The reaction was set to operate at 80 temperature. The treated silica produced from the designed process was examined by hydrophobicity testing, thermalgravimetric analysis and ultraviolet spectroscopy (UV)

The results of the treated silica showed the hydrophobicity character. The treated silica floated on the water where as the untreated silica sank to the bottom rapidly. The ultraviolet spectroscopy (UV) testing showed that the treated silica absorbed the light at the wavelength of 240-246 nm that is the characteristic peak of polyisoprene. The silica treated by the use of the designed pilot-scale plant was successfully coated with approximately 36.4% polyisoprene film.

Keywords : Admicellar Polymerization, Continuous Stirred Tank Reactor, Silica, Surface Modification ________________________________________________________________________Advisor

5

กตตกรรมประกาศ

ปรญญานพนธฉบบนส าเรจลงไดดวยความรวมมอจากหลายๆ ฝาย หลายๆ บคคล ทง

จากอาจารยทภาควชาภาควชาวศวกรรมเคม ทคอยใหค าปรกษาทงในเรองปญหาจากการท างาน เจาหนาททโรงประลองของภาควชาวศวกรรมเคม (พสมชาย เปรยงพรม และพเฉลมพงศ ชนะภย) ทใหค าแนะน าเกยวกบการใชเครองมอ และอปกรณทจ าเปนส าหรบการสรางชดปฏบตการน ภาควชาวศวกรรมเครองกล ในการใหยมอปกรณหลายๆ อยางในการซอมแซมชดทดสอบทเปนสแตนเลส ทส าคญปรญญานพนธฉบบนจะไมสามารถส าเรจลงไดถาไมไดรบค าแนะน า และการดแลเอาใจใสเปนอยางมาก จาก ผศ.ดร. ถราวธ พงศประยร และพนกศกษาปรญญาโท (พสภวชช ปณณานนท พสวชา นมมชยและพวรพงษ เจนสข) ทแนะน าทกเกยวกบปญหาตางๆทเกดขนในการด าเนนงานตลอดการด าเนนงานรวมทงเพอนนกศกษาจากหลายภาควชาทมาใหค าแนะน าในเรองตางๆเชน การตดตงระบบควบคม

สดทายนขอขอบคณ บดา มารดา ผใหก าเนด และเปนก าลงใจดและสอบถามสารทกขสกดบตลอดเวลา และคณาจารยภาควชาวศวกรรมเคมทกทานทประสาทวชาความรตลอดระยะเวลาในการศกษา

นายณฐกจ หลมประพนธ นายนนฐชย ทตตยกล

6

สารบญ หนา บทคดยอภาษาไทย บทคดยอภาษาองกฤษ กตตกรรมประกาศ สารบญตาราง สารบญภาพ สารบญตวแปร บทท 1 บทน า

1.1 ปญหาและทมา 1.2 ขอบเขตของโครงงาน 1.3 วตถประสงคของโครงงาน 1.4 ประโยชนของโครงงาน

บทท 2 ทฤษฎ แนวคด

2.1 ปฏกรยาแอดไมเซลลารพอลเมอไรเซชน 2.2 ซลกา 2.3 สารลดแรงตงผว 2.4 ประเถทของถงปฏกรยา 2.5 การพจารณาระยะเวลาพกสาร กอนเขาสระบบตอเนองของถงปฏกรยาแบบ

กวนสมบรณ 2.6 การค านวณหาปรมาตรของถงปฏกรยาจากหลกของสมดลโมลในการท า

ปฏกรยาของสาร A 2.7 การกวนผสม 2.8 ชดอปกรณของระบบความรอน

บทท 3 อปกรณ และ วธการด าเนนโครงงาน 3.1 เครองมอ 3.2 อปกรณ 3.3 สารเคม 3.4 วธการด าเนนโครงงาน 3.5 การออกแบบหนวยปฏบตการในกระบวนการแอดไมเซลลาร พอรเมอไรเซชน

ข ค ง ช ซ ฎ

1 2 2 2

4 5 8

12 14

15

16 18

25 25 25 26 27

7

สารบญ (ตอ)

หนา

3.6 ขนตอนการเตรยมสารเคมและการทดลอง 3.7 ขนตอนการทดสอบฟลมพอลไอโซพรนบนผวซลกา

บทท 4 ผลและวจารณผลการทดลอง 4.1 ผลของการออกแบบกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน 4.2 ผลของการออกแบบหนวยปฏบตการทใชในระบบ 4.3 ผลการด าเนนการทดลอง 4.4 ผลการทดสอบฟลมพอลไอโซพรนบนผวซลกา

บทท 5 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

บรรณานกรม ภาคผนวก ก ขอมลความปลอดภยเคมภณฑ (MSDS)

- Isoprene - Ethanol - Sodium hydroxide

- Tetrahydrofuran

ภาคผนวก ข ราคาอปกรณตางๆ ในระบบ

- ราคาอปกรณตางๆ ในชดปฏบตการ ภาคผนวก ค คณสมบตของวสดทน ามาใชในการสรางชดทดสอบ

- เหลกกลาไรสนม ภาคผนวก ง ตวอยางการค านวณผลการทดลอง

- การค านวณรอยละของน าหนกทหายไป

31 32

34 36

56 58 60 61 63 65 68 71 72 73 74 77 78

8

สารบญตาราง

ตารางท หนา

2-1 ตวแปรในการออกแบบถงและใบพดในการออกแบบถงผสม 2-2 แสดงชนดของฮทเตอรและลกษณะการใชงาน 2-3 แสดงลกษณะหวเทอรโมคปเปล และอารทด 3-1 ตวแปรในการออกแบบถงและใบพดในการออกแบบถงเตรยมและถงปฏกรยา 4-1 รายละเอยดตางๆ ของแตละหนวยปฏบตการของชดทดสอบ 4-2 แสดงระยะเวลาในการเพมอณหภมจาก 25 oC เปน 80 oC กบอตราการไหลท

เพมขน 4-3 แสดงลกษณะการไหลภายในทอของซลกา และระยะเวลาในการเพมอณหภมจาก

25 oC เปน 80 oC 4-4 สภาวะตางๆทใชในการทดสอบถงปฏกรยาแบบตอเนอง 4-5 ผลของการพสจนการมอยของฟลมพอลไอโซพรนบนผวซลกาโดยวธการเผา 4-6 ขอมลการเผาซลกาทยงไมไดผานการปรบปรงผว

18 19 21 31 35 48

48

49 53 53

9

สารบญภาพ

ภาพท หนา

2-1 ขนตอนการสงเคราะหฟลมบางพอลเมอรดวยปฏกรยา แอดไมเซลลาร พอลเมอไร เซชน

2-2 ภาพแสดงลกษณะของซลกา 2-3 โครงสรางของซลกาเตตระฮดรล 2-4 กราฟแสดงผลการดดซบของประจในสารลดแรงตงผวบนพนผวสมผสทมประจ

ตรงกนขาม 2-5 ลกษณะการเกด Solubilization 2-6 ลกษณะการเกด Adsolubilization

2-7 ถงปฏกรยาแบบกะ 2-8 ถงปฏกรยาแบบทอไหล 2-9 ถงปฏกรยาแบบกวนสมบรณ 2-10 ลกษณะของถงปฏกรยาทใชในระบบ 2-11 (a) ลกษณะการกวนแบบ Axial Flow (b) ลกษณะการกวนแบบ Radial Flow 2-12 แสดงสวนตางๆในการค านวณขนาดใบกวน 2-13 แสดง Temperature Controller แบบ Digital 2-14 แสดง Temperature Controller แบบ Analog 2-15 ฉนวนกนความรอน 3-1 แผนผงการแสดงระบบทออกแบบขนตน 3-2 แผนผงลกษณะการไหลเขา-ออกถงปฏกรยา 3-3 ภาพแสดงการออกแบบและตดตงใบพด 3-4 ภาพการลางสารลดแรงตงผวดวยกรวยบชเนอร

4-1 แผนผงการออกแบบกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน 4-2 แสดงแบบถงเตรยม

4

6 8 9

11 11 12 13 13 14 17 18 23 23 24 26 27 31 32 34 37

10

สารบญภาพ (ตอ)

ภาพท

หนา

4-3 แสดงแบบฝาถงเตรยม 4-4 แสดงถงเตรยม 4-5 แสดงฝาถงเตรยม 4-6 แสดงแบบถงปฏกรยา 4-7 แสดงแบบฝาปดถงปฏกรยา 4-8 แสดงถงปฏกรยา 4-9 แสดงฝาปดถงปฏกรยา 4-10 แสดงแบบถงเกบ 4-11 แสดงถงเกบ 4-12 แสดงแบบใบพดในถงเตรยม 4-13 แสดงใบพดในถงเตรยม 4-14 แสดงแบบใบพดในถงปฏกรยา 4-15 แสดงใบพดในถงปฏกรยา 4-16 แสดงโครงสรางของชดปฏบตการน ารองของกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไร

เซชน 4-17 แสดงชดปฏบตการน ารองของกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน 4-18 แสดง Peristaltic pump 4-19 แสดงมอเตอรเกยร 4-20 แสดงตคอนโทรล 4-21 แสดงวงจรภายในตคอนโทรล 4-22 แสดงผลการลอยน าเปรยบเทยบระหวางซลกาปรบปรงผวเวลาในการท าปฏกรยา

adsorption และ adsolubilization 120 นาทและซลกาทไมไดปรบปรงผว 4-23 แสดงผลการลอยน าเปรยบเทยบระหวางซลกาปรบปรงผวเวลาในการท าปฏกรยา

adsorption และ adsolubilization 180 นาทและซลกาทไมไดปรบปรงผว

37 38 38 39 39 40 40 41 41 42 42 43 43 44

44 45 46 47 47 50

50

11

สารบญภาพ (ตอ)

ภาพท หนา

4-24 แสดงผลการลอยน าเปรยบเทยบระหวางซลกาปรบปรงผวเวลาในการท าปฏกรยา adsorption และ adsolubilization 240 นาทและซลกาทไมไดปรบปรงผว

4-25 แสดงผลการลอยน าเปรยบเทยบระหวางซลกาปรบปรงผวเวลาในการท าปฏกรยา adsorption และ adsolubilization 300 นาทและซลกาทไมไดปรบปรงผว

4-26 แสดงผลการลอยน าเปรยบเทยบระหวางซลกาปรบปรงผวเวลาในการท าปฏกรยา adsorption และ adsolubilization 360 นาทและซลกาทไมไดปรบปรงผว

4-27 กราฟแสดง % ฟลมทเกดทเวลาอยในถงเตรยมทแตกตางกน 4-28 แสดงผลการทดสอบซลกาทท าการปรบผวทเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption

และ Adsolubilization ตางกน

51

51

52

54 55

12

สารบญตวแปร

Da เสนผานศนยกลางของใบกวน (m) Dt เสนผานศนยกลางของถงปฏกรยา ( m) W ความสงของใบกวน (m) L ความยาวของใบกวน ( m) H ความสงของถง ( m) C ความสงของใบกวนจากกนถง ( m) J ความกวางของบฟเฟล ( Baffle) (m) V ปรมาตรของถง ( m3) V0 อตราการไหลขาเขาและออกจากถงปฏกรยา (L/hr) ts เวลาการพกสารกอนเขาสระบบตอเนองของถงปฏกรยา (L/hr) FA0 อตราการไหลเชงโมลเรมตน (mol/s)

FA อตราการไหลเชงโมล (mol/s) rA อตราการเกดปฏกรยา ( mol/s) NA โมลของสาร A

เวลาในการท าปฏกรยา (hr) k คาคงทปฏกรยา X สดสวนโมล ( Mole fraction) Np Power number NRe Reynold ‘s number NFr Frounde number T อณหภม t เวลาเรมตนในการเพมอณหภมใหถง 80 oC (นาท) Q ความรอน (kj) M มวลโมเลกล (g) C ความจความรอนจ าเพาะของสาร (kcal/kg)

บทท 1 บทน า

1.1 ปญหาและทมา ปจจบนความตองการในการใชผลตภณฑประเภทยางธรรมชาตเพอประโยชนในการใช

สอยมความหลากหลายมากขน เนองจากยางธรรมชาตมคณสมบตทดหลายประการ เชน มคณสมบตตานทานตอการฉกขาดสงทงในอณหภมต าและอณหภมสง มคณสมบตทนตอแรงดงแมไมไดเตมสารเสรมแรง แตการน ายางธรรมชาตมาใชยงมขดจ ากดเนองจากยางธรรมชาตมลกษณะทางกายภาพทไมเสถยรประกอบกบมสมบตเชงกลทต า ดวยเหตนการใชประโยชนจากยางธรรมชาตจงจ าเปนจะตองมการปรบปรงคณภาพของยาง เพอตอบสนองความตองการของผบรโภค แนวทางหนงทนยมใชในการปรบปรงประสทธภาพของยางธรรมชาตคอ การเตมสารเตมแตง ( Filler) ซงซลกาเปนสารเตมแตงทนยมมากชนดหนง เพราะซลกาเมอน าไปผสมในยางธรรมชาตจะท าใหยางธรรมชาตมคณสมบตทดขนทงทางกลและทางเคม นอกจากนซลกายง เปนสารทมสขาวท าใหไมมผลตอสของผลตภณฑยางและถกน ามาใชในการผลตยางไมทงรอยทนยมใชส าหรบรถทท างานใน อตสาหกรรมอาหารและยาทตองมการรกษาความสะอาดเปนอยางมาก แตการทจะน าซลกาไปผสมในยางธรรมชาตนนยงเปนปญหาเนองจาก ธรรมชาตของซลกาไมสามารถสรางพนธะกบหมฟงกชนในยางได อกทงลกษณะโครงสรางของซลกามความเปนรพรนสงท าใหเกดการดดซบตวเรงปฏกรยาเคมประกอบกบสภาวะความเปนกรดทผวของซลกา ท าใหตองใชเวลาในการคงรปของยางนานมากขน ซงอาจมผลตอการรวมเปนเนอเดยวกนกบยาง วธหนงในการชวยใหซลกาสามารถรวมเปนเนอเดยวกบยางธรรมชาตไดดยงขนคอการปรบปรงผวของซลกากอนน าไปผสมกบยางโดยวธทสนใจในโครงการนคอการปรบปรงผวขงซลกาโดยใชปฏกรยาแอดไมเซลลารพอลเมอไรเซชน (Admicellar polymerization)ในยางธรรมชาตนนจะประกอบดวย 93-95% ซส-1,4 พอลไอโซพรน (cis-1,4 polyisoprene),2-3% โปรตน, 2%อะซโตน-เรซนทละลายได , น า, น าตาล และแรธาตเลกนอย โดยองคประกอบไฮโดรคารบอนของยางธรรมชาตประกอบดวย 99.99% พอลไอโซพรนชนดเสนตรง (linear cis-1,4-polyisoprene) ดงนนการเลอกใชไอโซพรนเปนโมโนเมอรจะสามารถรวมเปนเนอเดยวกบยางไดดกวาโมโนเมอรชนดอน

โดยกระบวนการปรบปรงพนผวซลกาโดยอาศยปฏกรยาแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน นน ทผานมาเปนการท างานในระดบหองทดลอง (Lab scale) ผลตภณฑซลกาทไดจงมปรมาณนอยและใชเวลาในการท างานนานจงไมเพยงพอส าหรบการน าไปใชในการผสมกบยางธรรมชาต ดงนนในโครงงานนเราจงสนใจทจะออกแบบและสรางชดปฏบตการเพอ ใชปรบปรงผวซลกาโดยใชกระบวนการปฏกรยาแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน ใหเปนกระบวนการแบบตอเนอง (Continuous process) ในระดบชดปฏบตการน ารอง (Pilot Scale) เพอทจะลดระยะเวลาในการปรบปรงผวของซลกาลงและสามารถปรบปรงผวของซลกาใหไดในปรมาณทเหมาะสมทจะน าไปใชในอตสาหกรรมรวมทงท าใหซลกาทผานการปรบปรงผวแลวนนมปรมาณและคณภาพของฟลมพอลไอโซพรน ทเหมาะสมทจะน าซลกาทผานการปรบปรงผวแลวนนไปผสมกบยางธรรมชาตในระดบอตสาหกรรมตอไป โดยชดปฏบตการทท าการออกแบบและสรางนนจะออกแบบใหท างานไดใน 3 ขนตอนของปฏกรยาแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน คอ1. Adsorption 2. Adsolubilization และ 3. Polymerization และชดปฏบตการทออกแบบและสรางขนนจะรวมการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ไวในถงเดยวกนคอ ถงเตรยมและปฏกรยา Polymerization จะอยในถงปฏรยา หลงจากทซลกาผานการปรบปรงผวแลวนนจะน ามาพกไวในถงเกบเพอรอเขาสกระบวนการลางชนของสารลดแรงตงผวดานบนออก สวนในกระบวนการลาง (Washing) จะตองรอการพฒนาเพอน ามาใชรวมกบชดปฏบตการทท าการออกแบบและสรางขน

1.2 ขอบเขตของโครงงาน

1.2.1 ศกษาทฤษฎทเกยวของกบกระบวนการแอดไมเซลลารพอลเมอไรเซชนรวมทงผลงานวจยทผานมา 1.2.2 ศกษาทฤษฎทเกยวของกบการออกแบบถงปฏกรยาแบบกวนตอเนอง 1.2.3 ออกแบบและสรางชดปฏบตการเพอใชในการปรบปรงผวของซลกาใหเปนกระบวนการตอเนอง 1.2.4 ทดสอบผลตภณฑซลกาทไดจากชดปฏบตการ

5

1.3 วตถประสงคของโครงงาน 1. ศกษาปฏกรยาแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชนส าหรบการปรบปรงผวซลกา 2. ออกแบบและสรางชดปฏบตการของกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน

3. ท าการปรบปรงผวซลกาดวยเทคนคแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน จากชดปฏบตการทไดสรางและปรบปรงแลว 4. ทดสอบและวเคราะหคณสมบตของซลกาทผานการปรบปรงผวจากชดปฏบตการทสรางขน 5. รวบรวมขอมลและวเคราะหผลการปรบปรงผวซลกาจากชดปฏบตการทสรางขน

1.4 ประโยชนของโครงงาน 1.4.1 สามารถเรยนรกระบวนการตางๆของแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน 1.4.2 ไดชดปฏบตการน ารองทใชในการปรบปรงผวของซลกาในระดบชดปฏบตการน ารอง (Pilot scale) 1.4.3 ท าใหสามารถเตรยมชลกาทผานกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน ไดในปรมาณทมากขน และใชเวลานอยลง

6

บทท 2

ทฤษฎ และแนวคด 2.1 ปฏกรยาแอดไมเซลลารพอลเมอไรเซชน (Admicellar Polymerization)

ปฏกรยาแอดไมเซลลารโพลเมอไรเซชนเปนปฏกรยาทใชในการปรบปรงผวข องซลกาเพอใหสามารถน าไปผสมกบยางธรรมชาตได โดยเกดการดดซบแบบ 2 ชนบนพนผว และมปจจยทมอทธพลตอปฏกรยาคอ คาความเปนกรด -ดางของระบบ ความเขมขนของสารลดแรงตงผว ความเขมขนทเกดการกอตวของไมเซลล (The Surfactant’s Critical Micelle Concentration : CMC) และ ชนดของสารลดแรงตงผว เปนตน

2.1.1 ขนตอนการเกดปฏกรยาแอดไมเซลลารพอลเมอไรเซชน ประกอบดวย 4 ขนตอนหลกดงแสดงในรปท 2.1

ภาพท 2-1 ขนตอนการสงเคราะหฟลมบางพอลเมอรดวยปฏกรยา แอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน

ขนตอนท 1 เปนการเกดแอดไมเซลลโดยสารลดแรงตงผวจะถกดดซบแบบ 2 ชน (Surfactant Bilayer) บนพนผวทรองรบ ซงการดดซบจะเกดขนไดสมบรณกตอเมอเลอกใชสารลดแรงตงผวทเหมาะสมภายใตสภาวะทเหมาะสม โดยปจจยทมอทธพลตอการเลอกใชสารลดแรงตงผวคอ 1. การเลอกใชตวรเรม (Initiator) ใหเหมาะสมกบระบบของการเกดพอลเมอ ร 2. สมบตทางเคมของมอนอเมอร (Monomer) ทเลอกใช และ 3. จดทพนผวรองรบมประจเปนศนย (Point of zero charge: PZC) จากการศกษาเกยวกบคา PZC ของพนผวทรองรบทชวงคาความเปนกรด -ดางตางๆในสารละลายของสารลดแรงตงผวทงทเปนชนดประจบวก (Cationic)

Washing

Polymerization Adsorption Adsolubilization

Monomer Initiator Water

M

M M

M M

M P

P P

P P

P

P

P P

P P

P

1 2 3 4

หรอชนดประจลบ (Anionic) พบวา ทคาความเปนกรด -ดางต ากวาจด PZC ของพนผว ลกษณะของพนผวจะมอนภาคของอะตอมกลายเปนประจบวก และจะมประจทเปนบวกมากขน ทคาความเปนกรด-ดางสงกวาจด PZC ของพนผว ลกษณะของพนผวจะมอนภาคของอะตอมกลายเปนประจลบ เชน พนผวรองรบทเปนซลกาจะมคา PZC อยระหวาง 2-3 หมายความวา พนผวรองรบซลกาจะมสมบตของประจเปนลบเมออยในสารละลายทมคาความเปนกรด-ดางมากกวา 3 ดงนนสารลดแรงตงผวชนดประจบวก เชน CTAB จะถกดดซบบนผวซลกาไดดเมออยภายใตสภาวะของสารละลายทมคาความเปนกรด-ดางมากกวา 3

ขนตอนท 2 มอนอเมอรเกดการละลายเขาไปอยในไมเซลล ซงเรยกปรากฏการณนวา Adsolubilization ซงมอนอเมอรสวนใหญจะไมสามารถละลายในน าได ดงนนเมอมอนอเมอรไดเขาสระบบแลว มอนอเมอรจงชอบทจะเขาไปอยในสวนของสารอนทรยทอยในแอดไมเซลล การเตมมอนอเมอรและสารละลายของสารลดแรงตงผวควรจะเตมไปพรอมกนหรอตดตอกนดง

ขนตอนท 3 เปนการเกดปฏกรยา พอลเมอไรซของมอนอเมอร ซงเกดขนโดยผานฟรเรดคลทมความสามารถในการรเรมปฏกรยาพอลเมอไรเซชน ในบางกรณความสามารถในการเขากนไดภายในระบบของสารรเรมกบสารลดแรงตงผวทงชนดประจลบและประจบวกกอาจจะมผลในการเลอกชนดของสารลดแรงตงผวและสภาวะทเหมาะสมในการท าปฏกรยาดวย เมอปฏกรยาเรมตนขนมอนอเมอรในสารละลายจะมการแพรเขาไปในแอดไมเซลลมากขน ถาปฏกรยาด าเนนตอเนองไปโดยใชระยะเวลาทยาวนานเพยงพอ ในทสดมอนอเมอรทงหมดกจะถกเปลยนเปนพอลเมอร

ขนตอนท 4 เปนขนตอนการลางผงอนภาคทผานการปรบปรงแลวดวยน าอนเพอก าจดชนของสารลดแรงตงผวชนนอกออกไป ซงท าใหชนฟลมพอลเมอรปรากฏขน จากนนน าผงอนภาคไปอบในตอบทอณหภมเหมาะสม เพอทจะระเหยความชน 2.2 ซลกา (Silica)

ซลกอนเปนธาตทมความอดมสมบรณเปนอนดบสองทอยในเปลอกโลก สารเคมทเกดจากการรวมเขาดวยกนของซลกอนและออกซเจน ประกอบไปดวยซลกา (ซลกอนไดออกไซด ),แกว และทราย ซงโดยรวมแลวมประมาณ 75% ของเปลอกโลก ซลกอนไดออกไซดตามธรรมชาตเกดขนในรปแบบโครงสรางผลก ซงมโครงสรางเปนเรขาคณตคอนขางสง สวนซลกาโครงสรางแบบอสณฐานจะมโครงสรางพนฐานของอะตอมเหมอนกน แตจะไมมการจดเรยงตวเปนผลก ซลกาเปนพอลเมอรทสงเคราะหจากสวนประกอบของซลกอน, ออกซเจน และสวนประกอบ อนๆ ความยาวของสายโซพอลเมอร , จ านวนการเชอมโยง , กงกานของสายโซ และชนดของสารประกอบทเชอมโยงสายโซสามารถทจะเกดการตดตอ เพอใหผลตภณฑเปนของเหลว เจลหรออลาสโตเมอรได ซลกาแบง

26

ออกเปนชนดตางไดดงนคอ ซลกาในชนแร (GroundMineral Silica) ซลกาในเปลอกโลก (Kieselguhr, diatomaceous earth) ซลกาฟมหรอซลกาทไดจากการระเหย (Fume Silica, Pyrogenic Silica) และซลกาทไดจากการตกตะกอน (Hydrated Precipitated Silica) ซลกาในชนแรหรอทรายจะมขนาดต ากวา 200 เมช ซลกาเปนสารเตม แตงทมราคาถก ส าหรบใชเปนสารประกอบทตานทานความรอน ซงไมมผลตอการคงรปหรอสกของยาง ซลกาในเปลอกโลกเปนชนดนทประกอบดวยซลกาละเอยด ซงใชส าหรบเปนสารประกอบทตานทานความรอนซลกาฟมหรอซลกาทไดจากการระเหยจะเปนซลกอน ไดออกไซดทประกอบดวยน านอยกวา 2% สามารถเตรยมไดจาการเผาสารประกอบซลกอนจนระเหยเปนไอ และกลนตวทอณหภมต าๆไดเปนอนภาคทเลกมากๆ ซลกาฟมเปนสารเตมแตงทชวยในการเสรมแรงไดด ซงชวยท าใหคาความตานทานตอการดง ความตานทานตอการฉกขาด และความตานทานตอการขดถ มคาสงขนโดยเฉพาะอยางยงในยางซลโคน ซลกาฟมจะเปนตวหนวงท าใหยางใชเวลาในการคงรปนานขน โดยลกษณะของซลกานนจะมลกษณะดงแสดงในภาพ 2-2

ภาพท 2-2 ภาพแสดงลกษณะของซลกา

2.2.1 กระบวนการผลตซลกา (Production) ซลกาทไดจากการตกตะกอนสามารถผลตไดหลายวธ โดยทวไปซลกาทไดจากการตกตะกอน (Precipitated silica) ไดจากผลตแบบกระบวนการเปยก (Wet process) โดยเรมแรกใชสารละลายอลคาไลนซลเกต แตปจจบนทนยมใชคอโซเดยมซลเกต ซลกาจะถกตกตะกอนโดยการเตมกรด เมอเตมกรดควรจะกวนผสมอยางเรวในถงปฏกรยา เพอปองกนการเกดบรเวณทมคาความเปนกรด -ดาง (PH) ต า ซงจะเปนบรเวณทจะเกดเจล (Gelation) ขน อตราการเกดปฏกรยา

27

และการเกดอนภาคสามารถพจารณาจากว ธการตกตะกอน เมอซลกาละลายจะเกดเปนซลเกตทคาความเปนกรด -ดางสงกวา 9 ซงอนภาคทมขนาดเลกกวาจะถกละลายอยางตอเนองในระหวางกระบวนการ ดงนนขนาดของอนภาคทมลกษณะเดยวกนจะยงคงอย เมอเสรจสนกระบวนการแลวอนภาคทมขนาดเลกจะเกาะตวเปนกลมผานโครงสรางไซลอกเซน (Siloxane) เกดเปนโครงรางตาขายแบบ 3 มต ซงจะตานทานตอแรงอดในระหวางการอบแหง ผลตภณฑทไดจะมหลายลกษณะขนอยกบองคประกอบและสดสวนของสารตงตน ,เวลาในการท าปฏกรยา , อณหภมและความเขมขน เมอปจจยทเกยวของเปลยนแปลงไปพนทผวของผลตภณฑทไดจะอยระหวาง 50-700 m2/g สวนโครงสรางและสมบตทางเคมเชน คาความเปนกรด -ดาง, ความหนาแนนของหมซลนอล และสมบตทสงเกตไดดวยตา เราสามารถควบคมได สวนผสมท มความขนซงเปนผลจากการตกตะกอนจะถกปมเขาสเครองอดกรอง (Filter press) ผลตภณฑทไดจะมลกษณะเปนเคก ซงมของแขงเปนสวนประกอบ 20% โดยน าหนก การเกดเกลอขนในระหวางกระบวนการจะถกก าจดอออกไปในขนตอนนดวย สวนน าทหลงเหลออยจะถกก าจดออกไปโดยการระเหย จากนนท าใหแหงโดยการสงเขาเครองสเปรยดรายเออร (Spray driers) ซงผลตภณฑทไดจะมความเปนทรงกลมมากขน และซลกาจบตวกนเปนกลมหลวมๆ ในทสดแลวผลตภณฑทแหงแลวจะถกน าไปบดและรอนดวยตะแกรง เพอลดขนาดการเกาะตวกนของซลกาและแยกผลตภณฑออกจากสงปนเปอน

2.2.2 โครงสรางทางเคมของซลกา (Structure of silica) ซลกาทนยมน ามาใชเปนสารเตมแตง (Fillers) มทงทเปนธรรมชาต และ แบบสงเคราะห

ซงประกอบดวย ชนดทมความเปนผลกสง (Crystalline form) และชนดทไมมความเปนผลกหรอเรยกวาชนดอสณฐาน (Amorphous form) ซงสารเตมแตงจ าพวกซลกา ทสงเคราะหออกมาจะมขนาดอนภาค (Particle size) และพนทผวจ าเพาะ (Specific surface area) ตามลกษณะของการใชงาน

สมบตทส าคญของซลกาทเกยวของกบการเสรมแรงในยางคอ ขนาดอนภาค ซลกาทมขนาดอนภาคทเลกจะใหความตานทานตอการดง การฉกและการเสยดสทสง ขนาดอนภาคทแทจรงตอหนวยการเสรมแรงไมใชขนาดของแตละอนภาค แตเปนขนาดของการเกาะตวกนเปนกลม อนภาคทมขนาดเลกจะใหการเกาะตวกนเปนกลมทเลก ในขณะทอนภาคทมขนาดใหญจะใหการเกาะตวเปนกลมทใหญ สวนความชนหรอพนธะไฮดรอกซของน า เปนสมบตทส าคญรองลงมาของซลกา ซงจะอยในรปของความหนาแนนของหมซลนอลหรอชองวางอสระส าหรบความชน ดงแสดงในภาพท 2-3

28

ภาพท 2-3 แสดงโครงสรางของ ซลกาเตตระฮดรล (Silicon tetrahedral) 2.3 สารลดแรงตงผว (Surfactant)

โมเลกลของสารลดแรงตงผวประกอบดวยสวนหวทมสภาพความเปนขว ซงสามารถละลายน าไดด และสวนหางทไมมสภาพความเปนขว เปนพวกสารอนทรย และละลายน าไดไมด โดยสารลดแรงตงผวสามารถแบงตามลกษณะทางธรรมชาตของสวนทมสภาพความเปนขวไดดงนคอ สภาพประจลบ (Anionic), สภาพประจบวก (Cationic) สภาวะสมดลของขวบวกและลบ (Zwitterionic) และสภาพไรประจ (Nonionic) สารลดแรงตงผวชนดสภาพประจบวกยงสามารถแบงกลมไดอก 2 ประเภท คอ พวกทมสภาพความเปนกลาง (Neutral) และพวกทมสภาพความเปนกรด (Acidic) โดย เซทลไตรเมทลแอมโมเนยมโบรไมด (CTAB) กจดอยในสารลดแรงตงผวชนดสภาพความเปนกลาง

2.3.1 การดดซบของสารลดแรงตงผว การดดซบของประจในสารลดแรงตงผวบนพนผวสมผสทมประจตรงกนขามมผล

เกยวของกบหลายกลไก ซงสามารถแบงปจจยทมผลกระทบตอการดดซบไดดงน 1. สภาพโครงสรางตามธรรมชาตบนพนผวทใชส าหรบดดซบ 2. โครงสรางทางโมเลกลของสารทถกดดซบ 3. สภาวะแวดลอมของสารละลาย เชน คาความเปนกรด-ดาง

โดยทวไปขอมลจากการท าการทดลองเรองการดดซบจะแสดงผลเปนกราฟการดดซบทอณหภมคงท (Adsorption Isotherm) ซงแสดงใหเหนถงความสมพนธระหวางจ านวน โมเลกลของสารลดแรงตงผวทถกดดซบ บนผวขงวสด และคาความเขมขนทสมดลของสารลดแรงตงผว ทเหลออยในสารละลาย กราฟแสดงผลการดดซบของประจในสารลดแรงตงผวบนพนผวสมผสทมประจตรงกนขาม จะมลกษณะเปนรปตวเอส (S-Shaped) โดยสามารถแบงพนทออกเปน 4 ชวงอยางชดเจนดงแสดงในภาพท 2-4

29

ภาพท 2-4 กราฟแสดงผลการดดซบของประจในสารลดแรงตงผวบนพนผวสมผสท มประจตรงกนขาม

ชวงท 1 ในชวงเรมตนนจะมคาความเขมขนของสารลดแรงตงผวในสารละลายต ามาก

ดงนนสารลดแรงตงผวจะมการดดซบต ามากดวยเชนกน โดยสวนมากจะใชกฎของเฮนรในการอธบายกราฟการดดซบชวงน เนองจากแรงกระท าระหวางโมเลกลของสารลดแรงตงผวมอยเลกนอย สารลดแรงตงผวทถกดดซบในชวงท 1 นจะเปนการดดซบ ทไมมการเกาะ เพอรวมตวกนเปนกลมของโมเลกลของสารลดแรงตงผว

ชวงท 2 จะมลกษณะเดนคอ ความชนของเสนกราฟจะเพมขนอยางชดเจนเมอเปรยบเทยบกบความชนของกราฟในชวงท 1 จากรปจะแสดงใหเหนถงการเรมเกดแรงกระท าระหวางโมเลกลของสารลดแรงตงผวทอยขางๆกน ซงสงผลใหสารลดแรงตงผวทถกดดซบเกดการเกาะกนเปนกลมเ ซงขนอยกบลกษณะการเกาะตววาเปนแบบ ชนเดยว (Monolayer) ทเรยกวาเฮมไมเซลล (Hemimicelle) หรอ 2 ชน (Bilayer) ทเรยกวา แอดไมเซลล (Admicelle) การเปลยนแปลงจากชวงท 1 สชวงท 2 จะแสดงถงความเขมขนทจดสมดลซงเปนจดแรกทท าใหเกดการจบตวเปนกลมของสารลดแรงตงผวทถกดดซบเรยกจดนวา The critical admicelle concentration (CAC) หรอ The Hemimicelle Concentration (HMC) ขณะทเกดการเกาะตวกนนนประจของพนผวในตอนแรกอาจจะอยในสภาพเปนกลาง (Neutralized) และในทสดกจะ

1 2 3 4 CMC

30

เปลยนไปเปนตรงกนขาม (Reversed) ดงนนในตอนทายของชวงท 2 นพนผวของของแขงกจะประจชนดเดยวกบอออนของสารลดแรงตงผว

ชวงท 3 ความชนของกราฟ Adsorption Isotherm จะลดลงอยางกะทนหน การลดลงของความชนเนองจากแรงผลกดนระหวางประจทเหมอนกนของฟงกชนทมขวตรงสวนหวบนพนผว ดงนนจงเปนการยากทจะเพมปรมาณการดดซบบนพนผว

ชวงท 4 เปนชวงทมการดดซบเพยงเลกนอย อตราการดดซบของสารลดแรงตงผวเกอบจะคงทในขณะทความเขมขนของสารลดแรงตงผวเพมขน จดเปลยนแปลงจากชวงท 3 สชวงท 4 จะแสดงถงความเขมขนทจดสมดลทท าใหเกดการกอตวของไมเซลล เรยกจดนวา The Critical Micelle Concentration (CMC)

2.3.2 ความสามารถในการละลาย การละลายของสารลดแรงตงผวเปนการละลายของสารละลายออแกนก โมโนเมอร ใน

ระบบทมสารลดแรงตงผวโดย สามารถแบง ออกเปน 2 สวนคอ ความสามารถ ในการละลาย ของสารละลายออแกนกในไมเซลล (Solubilization) และ ความสามารถ ในการละลายของสารละลายออแกนกในแอดไมเซลล(Adsolubilization)

2.3.2.1 ความสามารถในการละลายของสารละลายออแกนกในไมเซลล ความสามารถในการละลายของสารตงตนเกดขนเองตามธรรมชาต

(Substance)ทงสถานะของแขง ของเหลว และกาซ เปนคณสมบตทส าคญของสารลดแรงตงผวซงมความสมพนธโดยตรงกบการเกดไมเซลล ความเขมขนของสารลดแรงตงผวทสงกวาจด CMC จะสามารถละลายไดคอนขางมากในสารละลายอนทรย (Organics) เมอเปรยบเทยบกบการละลายในน า หรอสารละลายของสารลดแรงตงผวทมความเขมขนต ากวาจด CMC ซง Rosen (1989) ไดนยามความหมายของ Solubilization วา ‚การละลายของสารตงตน (ของแขง, ของเหลว หรอกาซ ) ทเกดขนเองตามธรรมชาต โดยการเปลยนแปลงสมดลเทอรโมไดนามกสในสารละลายทอณหภมคงท ดวยการลดการเคลอนไหวของสมดลเทอรโมไดนามกสของความสามารถ ในการถกละลายของวตถ‛ ฉะนนวตถทไมสามารถละลายไดในน า ทอยในสารละลายเจอจางของสารลดแรงตงผวจะเพมขนเปนจ านวนมากเมอความเขมขนของสารลดแรงตงผวไดผานจด CMC ไปแลว ซงความสามารถในการละลายจะเพมขน โดยแปรผนตามความเขมขนของสารลดแรงตงผวทสงกวา CMC ดงแสดงในภาพท 2-5

31

M M M

M M +

M M M

M M

ภาพท 2-5 ลกษณะการเกด Solubilization 2.3.2.2 ความสามารถของการละลายในแอดไมเซลล จะมลกษณะคลายกบการละลายของสารอนทรยเขาไปในไมเซลล ซงโมเลกลของ

สารอนทรยจะเขารวมตวกนในสารลดแรงตงผวทเกาะกลมกนทถกดดซบบนพนผว โดยเรยกปรากฏการณนวา Adsolubilization โดย Scamehorn และ Harwell ไดนยามความหมายวา “การรวมตวกนของสารประกอบเขาไปในสารลดแรงตงผวทรวมตวกนถกดดซบบนพนผว ซงสารประกอบจะไมมปรมาณมากเกนพอบรเวณผวสมผสระหวางของแขงกบของเหลวทไมมสารลดแรงตงผวอย” ดงแสดงในภาพท 2- 6 ซงค านยามนไดถายทอดแนวความคดทวาตวถกละลายทสนใจจะไมถกดดซบลงบนพนผวของตว ดดซบดวยตวของมนเอง หรออาจจะถกดดซบไดนอยมาก การก าจดตวถกละลายในเฟสสารละลายเกดขนเนองจากการมกลมของสารลดแรงตงผวทถกดดซบ และการรวมตวของตวถกละลายเขาเปนกลม

ภาพท 2-6 ลกษณะการเกด Adsolubilization

M M M M

M M + M

M M

M

M M M M

M

32

2.4 ประเภทของถงปฏกรยา

ถงปฏกรยาสามารถแบงตามการท างานไดเปน 2 ประเภทคอ ถงปฏกรยาแบบกะ (Batch reactor) และ ถงปฏกรยาแบบตอเนอง โดยถงปฏกรยาแบบตอเนองจะแบงออกเปน 2 ประเภทตามการท างานคอ ถงปฏกรยาแบบทอไหล Plug flow reactor (PFR) และ ถงปฏกรยาแบบกวนสมบรณ Continuous stirred-tank reactor (CSTR)

2.4.1 ถงปฏกรยาแบบกะ (Batch reactor)

การท างานคอ น าสารท าปฏกรยาทงหมดปอนเขาไปในถงปฏกรยาทงไวกอนแลวจงเรมปฏกรยา เมอเสรจสนปฏกรยาตามเวลาทก าหนด จงน าของผสม(สารท าปฏกรยาทยงเหลออย และผลตภณฑ) ออกจากถงปฏกรยาโดยทวไปจะใชถงปฏกรยาแบบถงกวน โดยมใบกวนชวยกวนสารท าปฏกรยาใหมอณหภมและมความเขมขนเทากนตลอด การถายเทความรอนท าโดยการตดตงแจกเกต บรเวณรอบถงหรอใชคอยลตดตงภายในถงแสดงดงภาพท 2-7

ภาพท 2-7 ถงปฏกรยาแบบกะ (Batch reactor)

2.4.2 ถงปฏกรยาแบบทอไหล Plug flow reactor (PFR) การท างานของถงปฏกรยาแบบน ในชวงทของไหลมการไหลภายในระบบคาของปรมาณ

การไหลเขาและไหล มคาไมเทากบศนย ดทวงกลมมปรมาตรของของไหล เทากบเมอท าการพจารณาระบบดงกลาว ในสภาวะคงท ความเขมขนของมลสารเกดการเปลยนแปลงภายในถง

33

ปฏกรยา โดยเกดการเปลยนแปลงมากในชวงแรกของถงปฏกรยา และเกดการเปลยนแปลงนอยในชวงดานหลงของถงดงแสดงในภาพท 2-8

ภาพท 2-8 ถงปฏกรยาแบบทอไหล Plug flow reactor (PFR)

2.4.3 ถงปฏกรยาแบบกวนสมบรณ Continuous stirred-tank reactor (CSTR) ระบบถงปฏกรยาแบบน สามารถใชไดกบของเหลวหนงชนด หรอมากกวานนกได โดย

ภายในของถงจะมใบกวน เพอชวยในการผสมสารใหดขน ซงจะมหลกการท างานคอจะตองท าการปอนสารตงตนเขาสถงปฏกรยากอน โดยทขนาดของถงนนจะมผลตอปรมาณของอตราการไหลเฉลยของการปอนสารเขา-ออกถง และ เวลาในการท าปฏกรยา (Residence time: τ) จากนนกท าการปลอยสารออกจากถงดวยอตราการไหลของของไหลขาเขา เทากบอตราการไหลขาออกในการท าปฏกรยาดวย อกทงเรายงสามารถหาคาตางๆ จาก ค านวณดวย จลนศาสตร เคม (Chemical kinetics) ไดอกดวย ทงปรมาณผลผลตเปนรอยละ เวลาในการใหสารตงตนพกในถงกอนการด าเนนกระบวนการ (Startup) และมอกหลายคาทสามารถค านวณได ส าหรบการท าปฏกรยา โดยถงปฏกรยาแบบตอเนองดงแสดงในภาพท 2-9 ภาพท 2-9 ถงปฏกรยาแบบแบบกวนสมบรณ Continuous stirred-tank reactor (CSTR)

เขา ออก

เขา ออก

34

2.5 การพจารณาระยะเวลาการพกสาร กอนเขาสระบบตอเนองของถงปฏกรยา แบบกวนสมบรณ (Startup of CSTR)

ในการหาระยะเวลาในการใหสารท าปฏกรยาภายในถง กอนเรมการปอนสารเขา-ออก

จากถงปฏกรยาทก าหนดปรมาตรแนนอน ( Fixed volume CSTR) ภายใตสภาวะคงตว ( Steady state) สภาวะอณหภมคงท ( Isothermal) โดยสมมตวามการผสมกนเปนอยางด ซงในทนถงปฏกรยาจะมลกษณะทมทางเขา-ออก และมใบกวนภายในดงแสดงในภาพ

ภาพท 2-10 ลกษณะของถงปฏกรยาทใชในระบบ จากรป 2-10 ก าหนดใหเปนถงปฏกรยาทใช และก าหนดใหเปนปฏกรยาอนดบทหนง ( First Order Reaction)

AA kCr

dt

dNVrFF A

AAA 0

จะได

dt

dCrCC A

AAA 0

จาก (2-1) แทนลงในสมการขางตน จะได

dt

dCA

+ ACk

1 =

0AC

(2-1)

(2-4)

(2-3)

(2-2)

35

ก าหนดใหสภาวะเรมตน CA = 0 ท t = 0 จะได

tk

k

CC A

A 1exp11

0

โดย ts คอเวลาทตองการเพอทจะใหไดความเขมขนทคงท CAS

k

CC A

AS

1

0

จดสมการใหมโดย CA = 0.99 CAS

ktS

16.4

ในกรณทปฏกรยาทใชเวลาไมมากนก จะได k มคามากๆ

ดงนน k

tS

6.4

2.6 การค านวณหาปรมาตรของถงปฏกรยาจากหลกของสมดลโมล (Mole Balance) ในการท าปฏกรยาของสาร A การค านวณหาปรมาตรของถงแบบกวนสมบรณ โดยใชหลกสมดลโมลในการท าปฏกรยา

ของสาร A สามารถค านวณไดจากสมการ

dVrFF

V

jjj 0 = dt

dN j

A + a

b B a

c C + a

d D

(2.5)

(2-6)

(2-7)

(2-8)

(2-9)

36

จะได A

AA

r

FFV

0

จาก XFFF AAA 00 น าคา FA แทนลงสมการขางตน จะได

ExitA

A

r

XFV

)(

0

เนองจากวาถงปฏกรยาแบบนถอวาเปนแบบผสมแบบสมบรณ ดงนนสวนประกอบของ

ขาออกจากถงปฏกรยาจะมเทากบขาเขา ดงนน อตราการเกดปฏกรยา (Rate of reaction) สามารถหาไดจากของไหลขาออกจากถงปฏกรยาไดเลย

2.7 การกวนผสม (Mixing)

ในกระบวนการทางเคม การผสมสารเพอใหสารเปนเนอเดยวกน หรอเพอใหเกดปฏกรยาเคมถอเปนสงทจ าเปนมาก โดยทวไปแลวการปนกวนจะท ากนมากในภาชนะทเปนทรงกระบอก อาจจะเปนแบบปด หรอเปดกได โดยความสงของของเหลว จะตองสงเทากบเสนผานศนยกลางของภาชนะทใส ถงกวนผสมทมสดสวนมาตรฐานเปนถงกวนทไดรบความนยมมากในอตสาหกรรมการออกแบบถงผสมตองค านงถงหลายปจจยหลายประการ เชน รปรางของถง และใบกวน ขนาดขาองถงกวนและใบกวน ก าลงของมอเตอร คณสมบตของสาร ในการท าการด าเนนการ นอกจากนยงมคณลกษณะของการกวนดวย ซงลกษณะในการปนกวนม 2 แบบ คอ ลกษณะการกวนแบบตามแนวแกน (Axial flow), ลกษณะการกวนแบบตามแนวรศม (Radial flow) ดงแสดงในภาพท 2-11

(2-10)

(2-11)

(2-12)

37

(ก) (ข)

ภาพท 2-11 (ก) ลกษณะการกวนแบบตามแนวแกน (Axial flow)

(ข) ลกษณะการกวนแบบตามแนวรศม (Radial flow) ลกษณะการกวนแบบตามแนวแกน (Axial flow) ลกษณะการปนกวนแบบนของเหลวถกดด

และไหลในแนวแกนขนานกบเพลา เชน Marine propeller hydrofoil และ Pitched blade turbine และใบกวนกลมนใชเพมการไหลของของเหลว ( Pumping capacity) เหมาะส าหรบการผสมของเหลวทสามารถละลายเขาดวยกน ( Blending ) และ การผสมของแขงเขากบของเหลว (Suspension )

ลกษณะการกวนแบบตามแนวรศม (Radial flow) ลกษณะการปนกวนแบบนของเหลวถกผลกออกในแนวรศมหรอในแนวตงฉากกบแกนเพลา เชน Rushton disc saw disc bar disc ฯลฯ ใบกวนกลมนใชเพมแรงเฉอนหรออตราการเฉอน ( Shear rate) ใหกบของเหลว เหมาะส าหรบการผสมของเหลวทไมสามารถละลายเขาดวยกนเปนเนอเดยว (Immiscible liquid) การลดขนาดของของแขงใหแขวนลอยในของเหลวและการลดขนาดของแกสในของเหลว เพอใหเกดการถายเทมวลสาร (Mass transfer) โดยขบวนการ Emulsion dispersion และ Aeration ตามล าดบโดยทจะมการค านวณขนาดของใบกวนตามตารางท 2-1

38

ตาราง 2-1 ตวแปรในการออกแบบถงและใบพดในการออกแบบถงผสม

Da/Dt = 0.3-0.5 H/Dt = 1 C/Dt = 1/3 W/Da = 1/5 Dd/Da = 2/3 L/Da = 1/4

ภาพท 2-12 แสดงสวนตางในการค านวณขนาดใบกวน

2.8 ชดอปกรณของระบบความรอน 2.8.1 Heater

ฮทเตอร เปนอปกรณท าความรอนในอตสาหกรรม ทมหลกการพนฐานคอ เมอมกระแสไหลผานลวดตวน าทมคาความตานทานสง ลวดตวน าจะรอน ดงนน ลวดทใชผลตฮทเตอรจะตองมคณสมบตเหนยวและทนอณหภมไดสง ส าหรบลวดฮดเตอร ของ NH ชนด Khantal (นกเกล : โครเมยม / 80 : 20) สามารถทนอณหภมไดถง 1250 °C เปนลวดผลตฮทเตอรทดทสดในโลก สวนประกอบอน ๆ ในการผลตฮทเตอรมดงน

ฉนวนแมกนเซยมออกไซค ( MgO) มคาความน าไฟฟาต าแตน าความรอนดมาก ท าหนาทกนกลางระหวางลวดฮตเตอรกบปลอกโลหะ เพอปองกนไมใหมกระแสรว ( Leak Current) จากลวดฮทเตอรออกไปยงผวโลหะ จดส าคญคอหามมความชนในฉนวนเดดขาดเพราะจะท าใหคาความน าไฟฟาสงขน หากมความชนแกไขไดโดยการอบในเตาอบ ทอสแตนเลส 304 และ 316 เลอกทมความหนามากเปนพเศษ จะท าใหทนอณหภมไดสง

กวาปกต

C

H

Dt

L

Da W

39

Insulation tester เปนเครองทดสอบความเปนฉนวนของฮทเตอรเพอใหแนใจวาในการใชงานจรงจะไมมกระแสรวจากลวดฮทเตอรสผวโลหะ ซงอาจเปนอนตรายตอผใชได มาตรฐานของ NH ไดก าหนดการทดสอบแรงดนท 1500 VAC และคาความเปนฉนวนตองมากกวา 500 MW

ตาราง 2-2 แสดงชนดของฮทเตอรและลกษณะการใชงาน

รป ชนดของฮทเตอร ลกษณะการใชงาน

Cartridge Heater

(ฮทเตอรแทง)

ใชใหความรอนกบวสดทเปนของแขง เชน เหลก และโลหะตางๆ ตวอยางการใชงาน เชน งานบรรจหบหอ งานขนรปพลาสตก

Tubular Heater (ฮทเตอรทอกลม)

ใชใหความรอนกบอากาศ ในลกษณะเดยวกนกบฮทเตอรครบ

Finned Heater (ทอกลมแบบมครบ)

ใชใหความรอนกบอากาศ เชน ใชในหองอบแหงในเตาอบ

Tubular Heater (ฮทเตอรทอกลม)

ใชใหความรอนกบอากาศ ในลกษณะเดยวกนกบฮทเตอรครบ

40

ตาราง 2-2 แสดงชนดของฮทเตอรและลกษณะการใชงาน (ตอ)

Finned Heater (ฮทเตอรทอกลมแบบม

ครบ)

ใชใหความรอนกบอากาศ เชน ใชในหองอบแหงในเตาอบ

Bobbin Heater (ฮทเตอรบอบบน)

ใชใหความรอนของเหลวเหมอน ฮทเตอรจม

Band Heater (ฮทเตอรรดทอ)

ใชใหความรอนกบของเหลวทอยในทอ

Strip Heater (ฮทเตอรแผน)

ใชใหความรอนโดยแนบกบวตถโดยตรง

Infared Heater (ฮทเตอรอนฟาเรด)

ใชใหความรอนกบวตถโดยไมตองสมผสโดยตรง ไมเหมาะกบวตถทมลกษณะมนวาว เนองจากวตถมนวาวจะมคณสมบตสะทอนแสง ท าใหไมสามารถดดซบรงสอนฟราเรดไดอยางเตมททตดตงในเตาอบ หรอเหนอคอนเวยเยอรได

Immersion Heater (ฮทเตอรจม)

หรอบางทเรยกวา ฮทเตอรตมน า ใชใหความรอนกบของเหลวทกชนด ตวอยางการใชงาน เชน งานตมน า ตมน ามน งานผสมสาร

41

โดยฮทเตอรทเลอกใชในโคงงานนคอฮทเตอรแบบรดทอ เนองจากฮทเตอรแบบรดทอเหมาะสมทจะใชในการใหความรอนกบของเหลวทอยในทอหรอถงทรงกระบอกและยงสามารถท าการตดตงไดงายซงตรงตามจดประสงคทเราตองการ

2.8.2 เทอรโมคปเปลและอารทด

2.8.2.1 เทอรโมคปเปล คอโลหะ 2 ชนดตางกน ทน ามาเชอมปลายเขาดวยกนทดานหนงซง เปนดานทใชวดอณหภม สวนอกดานหนงตอ เขากบอปกรณใชงาน เชน เครองควบคม อณหภม, เครองบนทกอณหภม เปนตน เทอรมอคปเปลถกแบงออกเปน Type ตางๆ ตามการจบคของโลหะทแตกตางกน ท าใหมคณสมบตในการใชงานทหลากหลายตามความเหมาะสมของงานแตละประเภท

2.8.2.2 อารทด คอหววดอณหภมทใชหลกการของคาความตานทานทจะมคาเพมขนเมออณหภมสงขนทนยมใชมากทสดคอ อารทดทท าจากแพลตนม ( Platinum) ทมคา 100W ท 176 oC หรอ Pt 100 นนเอง อารทด (Pt100) จะมคณสมบตดกวาเทอรมอคปเปลเกอบทกดาน แตอยางไรกตาม อารทด (Pt100) กมราคาสงกวาเทอรมอคปเปลพอสมควร

ตาราง 2-3 แสดงลกษณะหวเทอรโมคปเปล และอารทด (Pt100)

N_/8A N_/9A

42

ตาราง 2-3 แสดงลกษณะหวเทอรโมคปเปล และอารทด (Pt100) (ตอ)

N_/15A N_/16A

N_/17A N_/18A

N_/19A N_/20A

43

2.8.3 เครองควบคมอณหภม (Temperature Controller)

มหนาทในการควบคมอณหภมและแสดงผลตามทตงคาไวโดยการใชงานจะตองใชรวมกบ ฮทเตอรและเทอรโมคปเปล เครองควบคมอณหภมสามารถแบงออกเปน 2 ชนด คอ

2.8.3.1 Temperature Controller แบบ Digital

ภาพท 2-13 แสดง Temperature Controller แบบ Digital

เครองควบคมอณหภม (Temperature Controller) แบบดจตอลจะมหนาจอแสดงผลใหเหนไดอยางชดเจนและมคาความคลาดเคลอนของอณหภมไมเกน 1 องศาเซลเซยส

2.8.3.2 Temperature Controller แบบ Analog

ภาพท 2-14 Temperature Controller แบบ Analog

เครองควบคมอณหภม (Temperature Controller) แบบ Analog จะไมมหนาจอแสดงผลแตจะแสดงผลโดยใชเขมชวดอณหภมและมคาความคลาดเคลอนของอณหภมไมเกน 5 องศาเซลเซยส

โดยโครงงานนเลอกใชเครองควบคมอณหภมแบบ ดจตอล เนองจากมความแมนย ามากกวาและงายตอการใชงาน

44

2.8.4 ฉนวนกนความรอน ฉนวนกนความรอนโดยทวไปหมายถง วตถหรอวสดทมความสามารถในการสกดกนความ

รอน ไมใหสงผานจากดานใด ดานหนงไปยงอกดานหนงได โดยงาย การสงผานความรอนจากดานหนงไปยงอกดานหนงของวสดใดๆ หรอการถายเทความรอน ( Heat Transfer ) ระหวางวตถสามารถเกดขนไดกตอเมออณหภมของวตถทงสองมความแตกตางกน ซงลกษณะการถายเทความรอนนนม 3 วธโดยอาจเกดขนจากวธใดวธหนงหรอหลายๆ วธพรอมกนกได ฉนวนกนความรอนมหลากหลายชนด สามารถน ามา ประยกตใชตามลกษณะของงาน และวสดทจะใชฉนวนกนความรอน รวมถงวตถประสงคของการใชงาน และงบประมาณของราคาทผใชตงไวดวย การเลอกใชฉนวนกนความรอนกบผววสดแตละชนดหนาบางไมเทากน การจะตดตงฉนวนกนความรอนตองวเคราะหและเขาใจ ชนงานกอน เพอให ไดฉนวนกนความรอนทสามารถท างานไดอยางมประสทธภาพ

ภาพท 2-15 ฉนวนกนความรอนแบบเซรามค ทใชงานในชดปฏบตการ

45

บทท 3

อปกรณ และ วธการด าเนนโครงงาน

3.1 เครองมอ 3.1.1 เครองชงละเอยดทศนยม 3 ต าแหนง รน PG 503-S ของบรษท Mettler Toledo

3.1.2 เครอง Ultraviolet Spectroscopy รน UV-Vis 500 ของบรษท Unicam Analtech Co.,Ltd.

3.1.3 ตอบไฟฟา (Hot Air Oven) รน UL40 ของบรษท Memmert 3.1.4 เครองวดคาความเปนกรด-ดาง (pH-Meter) รน 1120 ของบรษท Mettler Toledo 3.1.5 เตาเผา

3.2 อปกรณ 3.2.1 เทอรโมคปเปล (Thermo Couple) 3.2.2 แทงแกวกวนสาร 3.2.3 ฮทเตอรแบบรดถงขนาด 650 W 3.2.4 มอเตอรเกยร 12 V กระแสตรงความเรวรอบ 400 รอบตอนาท 3.2.5 กระบอกตวง 5 ลตร 3.2. 6 บกเกอร 1 ลตร 3.3 สารเคม

3.3.1 ซลกา Hi-Sil255 (Silica) ของบรษท Siam Silica Co.,Ltd. 3.3.2 ไอโซพรน (Isoprene) ของบรษท Sigma-Aldrich Chemie GmbH, USA 3.3.3 โพแทสเซยมเปอรซลเฟต (Potassium Persulfate; K2S2O8) 3.3.4 ซทล ไตรเมทลแอมโมเนยม โบรไมด

(Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide;CTAB) 3.3.5 เอทานอล (Ethanol) ของบรษท Zen Point, Thailand 3.3.6 Tetrahydrofuran ของบรษท Fisher Scientific, UK

3.4 วธการด าเนนโครงงาน 3.4.1 การออกแบบกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน เนองจากกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชนม 4 ขนตอนดวยกนคอ

1) กระบวนการดดซบ (Adsorption) 2) กระบวนการแอดโซลบไรเซชน (Adsolubilization) 3) กระบวนการพอลเมอไรเซชน (Polymerization) 4) กระบวนการลาง (Washing step) ในการออกแบบกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชนนจงมความพยายาม

ในการออกแบบใหเกดกระบวนการตอเนอง (Continuous process : CSTR) ในขนตอนของปฏกรยาพอลเมอไรเซชน จากนนจงคอยน าผลจากกระบวนการดงกลาวเกบในถงเกบกอนสงตอสกระบวนการลางแบบเตมรปแบบ เพอใหไดผลตภณฑทสมบรณตอไป ซงในโครงงานนจะท าการออกแบบและค านวณเพยง 3 ขนตอนของกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชนเทานน คอ กระบวนการดดซบ (Adsorption) กระบวนการแอดโซลบไรเซชน (Adsolubilization) กระบวนการพอลเมอไรเซชน (Polymerization)

ภาพท 3-1 แผนผงการแสดงระบบทออกแบบขนตน

35

3.5 การออกแบบออกแบบหนวยปฏบตการในกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน

ในการออกแบบกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน ไดออกแบบไววาจะใชหนวยปฏบตการทงหมด 3 ชด คอ ถงเตรยม ถงปฏกรยา ถงเกบผลตภณฑและเนองจากกระบวนการนเปนกระบวนการตอเนอง (Continuous process : CSTR) จงตองค านวณหาอตราการไหลโดยใชสมการท (3-1)

ภาพท 3-2 แผนผงลกษณะการไหลขาเขา-ออกถงปฏกรยา

ในการออกแบบ CSTR น มตวส าคญแปร 2 ตวทจ าเปนตองค านวณเพอสรางถงปฏกรยา ชนดน คอ 1. V ปรมาตรของถงปฏกรยา

2. (Residence time) เวลาในการท าปฏกรยาจากการทดลองในหองปฏบตการ

3. อตราการไหลขาเขา-ออก (Volumetric flow rate) โดยค านวณไดจาก

= V/ v0 (3-1)

36

กรณใชโพแทสเซยมเปอรซลเฟตเปนตวรเรม ในกรณนคา ทเหมาะสมส าหรบการท าปฏกรยาคอ 60 นาท เพอใหปฏกรยาพอลเมอไรเซชนเกดไดอยางสมบรณ โดยคาดงกลาวไดมาจากการท าการทดลองในหองปฏบตการ และปรมาตรของถงปฏกรยาทออกแบบไวคอ 2.5 ลตร เนองจากซลกาทผานกระบวนการปรบปรงผวออกมาจากถงปฏกรยานแลวมปรมาณทเหมาะสมกบการน ามาใชงาน เพราะฉะนนเราสามารถค านวณอตราการไหลไดดงน

= 60 นาท V = 2.5 ลตร (ก าหนด)

จะได v0 = V/ = 2.5/60 = 0.042 ลตร/นาท

ดงนนในการทดลองจะตองก าหนดใหปมท างานดวยอตราการไหล 0.042 ลตร/นาท โดยในการทดลองจะทดลองท อณหภม 80 องศาเซลเซยส 3.5.1 ถงเตรยม (Mixing Tank) ในถงนจะรวมขนตอนของกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชนไว 2 ขนตอนคอ ขนตอนการดดซบ ( Adsorption) หรอ (Admicelle formation) นเปนขนตอนการดดซบสารลดแรงตงผว บนพนผวของซลกา ขนตอนการแอดโซลบไลเซชน (Adsolubilization) คอขนตอนการเตมมอนอเมอร เพอใหเขาไปในชนไบเลเยอรของสารลดแรงตงผว โดยทปรมาตรของถงเตรยมเมอค านวณจากสมการท (3-1) โดยทจะก าหนดเวลาในการท างาน = 360 นาท และจะสามารถหาปรมาตรของถงเตรยมไดดงน

= V/ v0

= 360 นาท v0 = 0.042 ลตร/นาท จะได V = 360 x 0.042 = 15.12 ลตร

37

3.5.2 ถงปฏกรยาส าหรบ (Reactor tank) ถงปฏกรยาเปนบรเวณทเกดปฏกรยาพอลเมอไรเซชน ของมอนอเมอร (ไอโซพ-รน) เปนฟลมพอลเมอร (พอลไอโซพรน) ซงปรมาตรของถงปฏกรยาก าหนดให = 2.5 ลตร และจะมฮทเตอรเปนแบบรดทอซงค านวณก าลงไฟฟาและขนาดของฮทเตอรทใชไดดงน

1. V ปรมาตรจรงของถงปฏกรยา( รวมคา Safety = 40%) 2. T = 55 0C 3. t = 30 นาท (เวลาเรมตนในการเพมอณหภมใหถง 800C)

การค านวณแบบท 1 KW = ( V × ∆T ) / ( 860 × t ) (3-2)

KW = ( 3.53 × 55 ) / ( 860 × 0.5 )

= 451.5 KW

Safety 40% = 635 W

การค านวณแบบท 2 Q = MC∆T = pVC∆T (3-3)

= 1000×3.53×10-3

×4.23×55 = 821.25 kj

KW = KJ / S = (821.25)/(60×30) = 456.2 W

Safety 40 % = 638 W

38

3.5.3 ถงเกบผลตภณฑ (storage tank)

เมอกระบวนการเสรจสนโดยสมบรณเราจะไดผลตภณฑเปนซลกาทผานกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน จงจ าเปนทจะตองมถงเกบเพอเปนทส าหรบพกผลตภณฑดงกลาวกอนทจะน าไปเขาสกระบวนการลางเพอเอาสารลดแรงตงผวออกอกครงหนง

3.5.4 โครงสรางเพอตดตงถงตางๆ เมอท าการออกแบบหนวยปฏบตการตางๆ แลว จากนนจงพจารณาขนาดของแตละหนวย

ปฏบตการเพอมาก าหนดขนาดของโครงสรางทจะใชในการจดวางหนวยปฏบตการตางๆ โดยจะก าหนดให ถงเตรยม วางอยเหนอทสดในโครงสรางและถงปฏกรยาจะอยรองลงมา สวนถงเกบจะอยต าทสดในโครงสราง

3.5.5 ปม (Pump) ปมทใชในการด าเนนการคอ Peristaltic pump จ านวน 2 ตวดวยกน 3.5.6 วธการออกแบบใบกวนในถงเตรยมและถงปฏกรยา ในถงปฏกรยาใบพดทใชเปนใบกวนสแตนเลส ตดตงกบมอเตอรเกยรกระแสตรง 12 โวลต

ความเรวรอบ 400 รอบตอนาท

39

ตาราง 3-1 ตวแปรในการออกแบบถงและใบพดในการออกแบบถงถงเตรยมและถง

ปฏกรยา Da/Dt = 0.3-0.5 H/Dt = 1 C/Dt = 1/3

W/Da = 1/5 Dd/Da = 2/3 L/Da = 1/4

ภาพท 3-3 ภาพแสดงการออกแบบและตดตงใบพด

3.5.7 ขนตอนการตดตงตควบคม ตควบคมทท าการตดตงประกอบดวยสวตชควบคมการท างานของระบบ 5 ตวดวยกน คอ - สวตช pump 1 ใชในการเปด-ปดปมตวท 1 (สงสารจากถงเตรยมสงไปยงถงปฏกรยา) - สวตช pump 2 ใชในการเปด-ปดปมตวท 2 (สงสารจากถงปฏกรยาสงไปยงถงเกบ) - สวตช heater ใชในการเปด-ปด heater เพอเพมอณหภมในถงปฏกรยา - สวตช turbine 1 ใชในการเปด-ปดใบพดในถงเตรยมเพอใหเกดการผสมกนทด - สวตช turbine 2 ใชในการเปด-ปดใบพดในถงปฏกรยาเพอใหเกดการผสมกนทด

C

H

Dt

L

Da W

40

3.6 ขนตอนการเตรยมสารเคมและการทดลอง 3.6.1 วธการทดลอง

วธการเตรยมขนตอนการปรบปรงพนผวซลกาโดยใช K2S2O8 ท 80 องศาเซลเซยส เฮกซะเดกวลไตรเมทลแอมโมเนยม โบรไมด 136.5 กรม ละลายในน ากลน 1500 0 มลลลตร คนใหละลายและท าการปรบ pH ดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด ใหได pH ประมาณ 12 จากนนท าการเตมซลกาปรมาณ 750 กรม ไอโซพรน 375 มลลลตร เอทานอล 940 มลลลตร และ โพแทสเซยมเปอรซลเฟต 101.25 กรม จากนนเทสารละลายทเตรยมไวทงหมดลงในถงเตรยม พรอมทงเปดมอเตอรใบกวนปนกวน ตวท 1 เพอปองกนการตกตะกอนของซลกา ทงไวเปนเวลา 180 นาทเมอครบ 180 นาทจงท าการเปดปมตวท1เพอดดสารจากถงเตรยมสงตอไปยงถงปฏกรยา ซงใหความรอนทอณหภม 80 องศาเซลเซยส เปดมอเตอรใบกวนตวท 2 เพอปองกนการตกตะกอนของซลกา ทงไวในถงปฏกรยาเปนเวลา 45 นาท แลวจง เปดปมตว ท 2 เพอดดสารออกจากถงปฏกรยาเขาสถงเกบสารทอยขางลาง โดยทเมอท าการเปดปมตวท 2 แลวระบบจะท างานแบบ (Continuous process : CSTR)

3.7 ขนตอนการทดสอบฟลมพอลไอโซพรนบนผวซลกา หลงจากทท าการปรบปรงผวซลกาเรยบรอยแลว เราจ าเปนตองท าการตรวจสอบวามฟลมพอลไอโซ พรนเกดขนจรงหรอไม ดวยวธตางๆ ประกอบดวย ตรวจสอบโดยอาศยลกษณะความไมชอบน า ตรวจสอบโดยวธการเผา และตรวจสอบโดยใชเครองวเคราะหองคประกอบดวยยว (UV-Spectroscope) 3.7.1 ตรวจสอบโดยอาศยลกษณะความไมชอบน า น าซลกาทผานการปรบปรงผวเรยบรอยแลวมาท าการลางเอาสารลดแรงตงผวชนบนออกดวยน ากลน โดยใชกรวยบชเนอรและ vacuum pimp เมอลางเสรจเรยบรอยจงน าผงซลกาทไดไปอบในเตาอบทอณหภม 40 C เปนเวลา 24 ชวโมง หลงจากอบเสรจจงน าทดสอบลกษณะความไมชอบน าโดยน ามาเทลงในบกเกอรทมน าอย สงเกตวาซลกาลอยหรอจมชาเรวเพยงใด

41

ภาพท 3-4 แสดงการลางสารลดแรงตงผวดวยกรวยบชเนอร

3.7.2 ตรวจสอบโดยใชเครองวเคราะหองคประกอบดวยยว (UV-Spectroscope) น าซลกาทผานการปรบปรงผวเรยบรอยแลวมาท าการลางเอาสารลดแรงตงผวชนบนออก

ดวยน ากลน โดยใชกรวยบชเนอรและ vacuum pimp เมอลางเสรจเรยบรอยจงน าผงซลกาทไดไปอบในเตาอบทอณหภม 40 C เปนเวลา 24 ชวโมง หลงจากอบเสรจน าซลกาทปรบปรงผวทอณหภมตางๆ มาตวอยางละ 1 กรม (ซลกาทปรบผวท 80 C) น ามาสกดดวย Tetrahydrofuran 22 มลลลตร เปนเวลา 4 ชวโมง แลวจงน าเขาเครองวเคราะหองคประกอบดวยยว (UV-Spectroscope)

3.7.3 ตรวจสอบโดยวธการเผา น าซลกาทผานการปรบปรงผวเรยบรอยแลวมาท าการลางเอาสารลดแรงตงผวชนบนออก

ดวยน ากลน โดยใชกรวยบชเนอรและ vacuum pimp เมอลางเสรจเรยบรอยจงน าผงซลกาทไดไปอบในเตาอบทอณหภม 40 C เปนเวลา 24 ชวโมง หลงจากอบเสรจน าซลกาทปรบปรงผวทอณหภมตางๆ น าซลกามาชงน าหนกกอนเผากอน จากนนน าซลกาทชงแลวมาตรวจสอบดวยวธการเผา เปนเวลา 3 ช.ม. แลวน าซลกาทผานการเผามาชงหาน าหนกหลงเผา จากนนน าคาทไดไปหา %conversion of film โดยสามารถหาไดจากสมการ (3-4),(3-5),(3-6) %นน.ทหายไป = [(นน.ซลกากอนเผา – นน.ซลกาหลงเผา) / นน.ซลกากอนเผา]×100 (3-4) ปรมาณฟลม = [(นน.ซลกากอนเผา × %นน.ทหายไป)] / 100 (3-5) %การเกดฟลมพอลเมอร = (ปรมาณฟลม / ปรมาณโมโนเมอรทใช) × 100 (3-6)

42

บทท 4

ผลและวจารณผลการทดลอง

ผลการทดลองและวจารณผลการทดลองในการวจยครงน ไดจดเรยงเปนหมวดหมตามลกษณะและขนตอนของงานวจย คอ - ผลของการออกแบบกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน - ผลของการออกแบบหนวยปฏบตการทใชในระบบ - ผลการทดสอบหนวยปฏบตการทไดสรางขน - ผลของการพสจนการมอยของฟลมพอลไอโซพรนบนผวซลกา

ดงมรายละเอยดของผลการทดลองและวจารณผลการทดลองแตละหมวดหมดงตอไปน 4.1 ผลของการออกแบบกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน โดยการออกแบบกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชนสามารถเขยนเปนแผนผง ไดดงน

ภาพท 4-1 แผนผงการออกแบบกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน

ตาราง 4-1 รายละเอยดตางๆ ของแตละหนวยปฏบตการของชดทดสอบ

ล าดบ หนวยปฏบตการ ขนาด วสด สาเหตในการเลอกวสด 1 ถงเตรยม(Mixing

Tank) 18 ลตร สแตนเลส สามารถทนตอสภาวะดางได ทนตอ

การกดกรอน ไมเกดสนม 2 ถงปฏกรยา

(Reactor Tank) 3.5 ลตร

สแตนเลส สามารถทนตอสภาวะดางได ทนตอการกดกรอน ไมเกดสนม มการน า

ความรอนทด 3 ถงเกบ(Storage

Tank) 18 ลตร สแตนเลส สามารถทนตอสภาวะดางได ทนตอ

การกดกรอน ไมเกดสนม 4 ปมเพอรสแตตค

(PUMP1, PUMP2) 0.041 ลตร/นาท

พลาสตก สามารถปมของไหลทมสวนประกอบในของไหลเปนจ าพวกผงได อกทงยงสามารถปรบคาของอตราการไหลไดอกดวย

5

มอเตอร(Motor 1,2)

400 rpm มอเตอรเกยร

สามารถปองกนการรวของมอนอเมอรในระบบได อกทงอตราการไหลของระบบคอนขางต า ทอจงตองมขนาดเลก เพอของไหลในระบบม

ลกษณะการไหลทเตมทอ

6 ระบบสงถายสาร เสนผานศนยกลาง0.63 ซ.ม.

ทอลม ทท าดวยพอลเอทลลน

(PE)

สามารถปองกนการรวของมอนอเมอรในระบบได อกทงอตราการไหลของระบบคอนขางต า ทอจงตองมขนาดเลก เพอของไหลในระบบมลกษณะการไหลทเตมทอ อกทงยงทนสภาพความเปนกรด-เบส ไดด

57

ตาราง 4-1 รายละเอยดตางๆ ของแตละหนวยปฏบตการของชดทดสอบ (ตอ) ล าดบ หนวยปฏบตการ ขนาด วสด สาเหตในการเลอกวสด

7 วาลว เสนผานศนยกลางภายใน

1.27 ซม.

ทองเหลอง สะดวกในการตดตงและปองกยการเกดสนม

8 ฮทเตอรแบบรดทอ กวาง 10 ซม.

ยาว15 ซม.

สแตนเลส ทใชเปนแบบรดทอเนองจากภายในถงมใบกวนตดตงอยจงไมสามารถใชแบบอนไดและวสดสามารถน าพา

ความรอนไดด

9 ฉนวนกนความรอน

กวาง 60 ซม.

ยาว 100ซม.

แผนเซรามก

หาซองายและสามารถกนความรอนไดดมขนาดทเหมาะสม

4.2 ผลของการออกแบบหนวยปฏบตการทใชในระบบ 4.2.1 ผลของการออกแบบถงเตรยมสารส าหรบกระบวนการ Adsorption และ Adsolubilization ถงเตรยมทใชในกระบวนการนมลกษณะดงน

- สวนของตวถงท าจากสแตนเลสมปรมาตร 18 ลตรโดยมความสงของตวถง 60 ซม. กวาง 20 ซม. และ มหนาจานดานบนและดานลางโดยทเสนผานศนยกลางของหนาจาน 28 ซม. ซงปรมาตรของถงสามารถค านวณไดจากสมการ (3-1)

-สวนของฝาถงจะ เพลาทรงกลม ยนลงมาจากฝาถง เพอใหเกดการกวนแบบปนปวนแลว

ปองกนการเกดน าวนซงวสดทใช เปนทอสแตนเลสกลวงขนาดเสนผานศนยกลาง 1.5 ซม.ยาว 50 ซม.จ านวน 8 แทงวางซบหวางกน

58

ภาพท 4-2 แสดงแบบถงเตรยม (Mixing Tank)

ภาพท 4-3 แสดงแบบฝาถงเตรยม (Mixing Tank)

59

ภาพท 4-4,4-5 แสดงถงเตรยม (Mixing Tank) และฝาถงเตรยม

4.2.2 ผลของการออกแบบถงปฏกรยาส าหรบปฏกรยาพอลเมอไรเซชน (Reactor) - ถงปฏกรยาเปนถงสแตนเลสสองชน มทอทางเขาอยดานบน ทอทางออกอยดานลาง ถง

ชนในเปนบรเวณทเกดปฏกรยาพอลเมอไรเซชน ถงชนนอกท าหนาทเปนทใหความรอนโดยใชHeaterเปนตวใหความรอน ภายในมการตดตง Thermocouple เพอตรวจดอณหภมขณะเกดปฏกรยาซงปรมาตรของถงสามารถค านวณไดจากสมการ (3-1)

- สวนของฝาเปนฝาทรงกลมเพอปดถงปองการระเหยออกของความรอน และม เพลาทรงกลมยนลงมาจากฝาถงเพอใหเกดการกวนแบบปนปวนแลวปองกนการเกดน าวนซงวสดทใช ขนาด 1.5 ซ.ม.ยนลงมา 15 ซ.ม.จ านวน 8 แทงวางซบหวางกน

60

ภาพท 4-6 แสดงแบบถงปฏกรยา (Reactor Tank)

ภาพท 4-7 แสดงแบบฝาปดถงปฏกรยา (Reactor Tank)

61

ภาพท 4-8,4-9 แสดงถงปฏกรยา (Reactor Tank) และฝาถงปฏกรยา 4.2.3 ผลของการออกแบบถงเกบ (storage tank)

ถงเกบทท าการออกแบบมลกษณะเปนถงสแตนเลสทรงกระบอก เหตผลทท าการออกแบบถงเกบเปนลกษณะทรงกระบอก เนองจากผลตภณฑทไดเปนลกษณะของเหลวทมซลกาปนอยดวย ถงเกบทรงกระบอก จะปองกนไมใหซลกาเกดการสะสมหรอตดคางอยใน ซงปรมาตรของถงสามารถค านวณไดจากสมการ (3-1)

62

ภาพท 4-10 แสดงแบบถงเกบ (Storage Tank)

ภาพท 4-11 แสดงถงเกบ (Storage Tank)

63

4.2.4 ผลของการออกแบบและตดตงใบพดในถงเตรยม (Mixing Tank) การตดตงใบพดในถงเตรยม เราท าการตดตงใบพดดงกลาวกบมอเตอรเกยร 12 โวลต

ภาพท 4-12 แสดงแบบใบพดในถงเตรยม (Mixing Tank)

ภาพท 4-13 แสดงใบพดในถงเตรยม (Mixing Tank)

64

4.2.5 ผลของการออกแบบใบพดในถงปฏกรยา (Reactor Tank) การออกแบบใบพดในถงปฏกรยา เราท าการตดตงใบพดดงกลาวกบมอเตอรเกยร 12 โวลต

ภาพท 4-14 แสดงแบบใบพดในถงปฏกรยา (Reactor Tank)

ภาพท 4-15 แสดงใบพดในถงปฏกรยา (Reactor Tank)

65

4.2.6 ผลของการออกแบบและสรางโครงสรางเพอตดตงถงตางๆ

ภาพท 4-16 แสดงโครงสรางของชดปฏบตการน ารองของกระบวนการแอดไมเซลลาร

พอลเมอไรเซชน

ภาพท 4-17 แสดงชดปฏบตการน ารองของกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน

66

4.2.7 ปมทเลอกน ามาใชงาน ปมทใชในการด าเนนการคอ Peristaltic pump จ านวน 2 ตวดวยกน

ภาพท 4-18 แสดง Peristaltic pump ยหอ ProMinent

67

4.2.8 มอเตอรทเลอกน ามาใชงาน คอ มอเตอรเกยร 12V 400 rpm

ภาพท 4-19 แสดงมอเตอรเกยร

4.2.9 ผลของการตดตงกลองคอนโทรลและแผงวงจร กลองคอนโทรลทท าการตดตงประกอบดวยสวตชควบคมการท างานสวนตางๆ ของระบบ คอ - สวตช pump 1 ใชในการเปด -ปดปมตวท 1 (สงสารจากถงเตรยมสงไปยงถงปฏกรยา) - สวตช pump 2 ใชในการเปด -ปดปมตวท 2 (สงสารจากถงปฏกรยาสงไปยงถงเกบ) - สวตช heater ใชในการเปด-ปด heater เพอเพมอณหภมในถงปฏกรยา - สวตช turbine 1 ใชในการเปด-ปดใบพดในถงเตรยมเพอใหเกดการผสมกน - สวตช turbine 2 ใชในการเปด-ปดใบพดในถงปฏกรยาเพอใหเกดการผสมกน

68

ภาพท 4-20 แสดงตคอนโทรล

ภาพท 4-21 แสดงวงจรภายในตคอนโทรล

4.3 ผลการทดสอบหนวยปฏบตการทไดสรางขน

4.3.1 ผลการทดสอบเครองโดยใชน า จากการทดสอบโดยใชน าในการทดลองเพยงอยางเดยวเพอทดสอบดการไหลของของเหลวภายในตอและระยะเวลาในการท าอณหภมใหไดตามทก าหนดโดยทระยะเวลาในการเพมอณหมจะขนอยกบอตราการไหลของของเหลวภายในทอดงทแสดงในตารางท 4-2

69

ตารางท 4-2 แสดงระยะเวลาในการเพมอณหภมจาก 25 C เปน 80 C กบอตราการไหลทเพมขน

อตราการไหล(ลตร/นาท ) ระยะเวลาในการเพมอณหภม(นาท) 0.05 10 0.07 11 0.10 14 0.50 17

จากตารางท4-2 แสดงใหเหนวาระยะเวลาในการเพมอณหมจะเปลยนแปลงไปตามอตราการไหลดวยซงถาอตราการไหลเพมขนกจะเพมระยะเวลาในการเพมอณหภมดวย 4.3.2 ผลการทดสอบเครองโดยใชน ากบซลกา

จากผลการทดสอบโดยจะดทการไหลภายในทอของตวซลกาวามตกคางอยในทอหรอไมและดระยะเวลาในการเพมอณหภมวามลกษณะแตกตางกนอยางไรกบการทดสอบน าเปลาเพยงอยางเดยวดงทแสดงในตารางท 4-3 ตารางท 4-3 แสดงลกษณะการไหลภายในทอของซลกาและระยะเวลาในการเพมอณหภมจาก25 C เปน 80 C

อตราการไหล(ลตร/นาท )

ลกษณะการไหลภายในทอของซลกา

ระยะเวลาในการเพมอณหภม(นาท)

0.05 ไมมซลกาตกคางอยในทอล าเลยงสาร

13

0.07 ไมมซลกาตกคางอยในทอล าเลยงสาร

15

0.10 ไมมซลกาตกคางอยในทอล าเลยงสาร

17

0.50 ไมมซลกาตกคางอยในทอล าเลยงสาร

20

70

4.4 ผลทดลองโดยใชชดปฏบตการน ารองของกระบวนการแอดไมเซลลาร พอลเมอไรเซชน ในการด าเนนการทดลองในโครงงานนจะใหความสนใจในการปรบปรงพนผวของซลกาทชวงเวลาในการท าปฏกรยา adsorption และ adsolubilization (ระยะเวลาทอยภายในถงเตรยม(Mixing tank))วาสภาวะใดทเปนสภาวะเหมาะสมในการด าเนนการดวยชดทดสอบรวมไปถงทดสอบประสทธภาพของชดทดสอบทสรางขนอกดวยโดยในการด าเนนการทดลองนไดก าหนดสภาวะตางๆดงทแสดงในตารางท 4-4 ตาราง 4-4 สภาวะตางๆ ทใชในการทดสอบถงปฏกรยาแบบตอเนอง CSTR ล าดบ อณหภม

(๐C)

(นาท) อตราการไหล (ลตร/นาท )

ระยะเวลาทอยในถงเตรยม(Mixing Tank) (นาท)

1 120 2 180 3 80 60 0.0065 240 4 300 5 360

71

4.4.1 ผลการทดสอบฟลมพอลไอโซพรนบนผวซลกา

(ก) (ข) ภาพท 4-22 แสดงผลการลอยน าเปรยบเทยบระหวางซลกาปรบปรงผวเวลาในการท าปฏกรยา adsorption และ adsolubilization 120 นาทและซลกาทไมไดปรบปรงผว

(ก) ซลกาทไมไดปรบปรงผว (ข) ซลกาปรบปรงผวท 120 นาท

(ก) (ข)

ภาพท 4-23 แสดงผลการลอยน าเปรยบเทยบระหวางซลกาปรบปรงผวท เวลาในการท าปฏกรยา adsorption และ adsolubilization 180 นาทและซลกาทไมไดปรบปรงผว

(ก) ซลกาทไมไดปรบปรงผว (ข) ซลกาปรบปรงผวท 180 นาท

72

(ก) (ข)

ภาพท 4-24 แสดงผลการลอยน าเปรยบเทยบระหวางซลกาปรบปรงผวท เวลาในการท าปฏกรยา adsorption และ adsolubilization 240 นาทและซลกาทไมไดปรบปรงผว

(ก) ซลกาทไมไดปรบปรงผว (ข) ซลกาปรบปรงผวท 240 นาท

(ก) (ข)

ภาพท 4-25 แสดงผลการลอยน าเปรยบเทยบระหวางซลกาปรบปรงผวทเวลาในการท าปฏกรยา adsorption และ adsolubilization 300 นาทและซลกาทไมไดปรบปรงผว

(ก) ซลกาทไมไดปรบปรงผว (ข) ซลกาปรบปรงผวท 300 นาท

73

(ก) (ข)

ภาพท 4-26 แสดงผลการลอยน าเปรยบเทยบระหวางซลกาปรบปรงผวเวลาในการท าปฏกรยา

adsorption และ adsolubilization 360 นาทและซลกาทไมไดปรบปรงผว (ก) ซลกาทไมไดปรบปรงผว (ข) ซลกาปรบปรงผวท 360 นาท

ผลของการพสจนการมอยของฟลมพอลไอโซพรนบนผวซลกา โดยศกษาจากคณลกษณะ

ความไมชอบน าดวยปฏกรยาพอลเมอไรเซชนทใชเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ทแตกตางกน คอ 120 180 240 300 360 นาท เมอเปรยบเทยบกบซลกาทไมไดปรบปรงผวดวยปฏกรยาพอลเมอไรเซชนจะเหนไดวาซลกาทผานการปรบปรงผวแลวสามารถลอยอยบนน าไดนานกวาซลกาทยงไมไดปรบปรงพนผวโดยทซลกาทไมไดปรบปรงผวจะจมลงอยางรวดเรวซงสามารถแสดงไดจากภาพท 4-22 , 4-23 , 4-24 , 4-25 , 4-26

74

4.4.2 ผลของการพสจนการมอยของฟลมพอลไอโซพรนบนผวซลกาโดยวธการเผาผลจากการทดลองแสดงดงตารางท 4-5 ตารางท 4-5 ผลของการพสจนการมอยของฟลมพอลไอโซพรนบนผวซลกาโดยวธการเผา

ตารางท 4-6 ขอมลการเผาซลกาทยงไมไดผานการปรบปรงผว

จากตารางท 4-4 สามารถวาดกราฟแสดง % ฟลมทเกดทเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ตางๆ ไดดงภาพท 4-27

เวลาทอยในถงเตรยม (นาท)

น าหนกซลกากอนเผา

(g)

น าหนกซลกาหลงเผา (g)

% ของน าหนกทหายไป

% ของฟลมทเกด

120 3.1195 1.5105 51.57 36.60 180 3.6785 1.9455 47.11 34.46 240 3.1085 1.6095 48.22 34.20 300 2.8035 1.4 50.04 35 360 2.7425 1.1455 58.23 41.30

น าหนกซลกากอนเผา (g)

น าหนกซลกาหลงเผา (g)

ผลตางของน าหนก (g)

1.048 0.904 0.114 1.106 0.949 0.157 1.129 0.952 0.177

คาเฉลย 0.159

75

ภาพท 4-27 กราฟแสดง % ฟลมทเกดทเวลาอยในถงเตรยมทแตกตางกน

จากภาพท 4-27 จะแสดงใหเหนวาเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilizationมผลตอการเกดฟลมโพลไอโซพ รนโดยทเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ท 360 นาท มการเกดฟลมโพลไอโซพ รนมากทสดโดยทม%ของฟลมอยท41.3% และท เวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ท 180 และ 240 นาท มการเกดฟลมโพลไอโซพนใกลเคยงกนแตปรมาณฟลมโพลไอโซพ รนทเกดจะนอยกวาเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ท 360 นาทอยางเหนไดชดและเมอพจารณาจากภาพท 4-27 จะเหนไดวาเมอเวลาในการท าปฏกรยา adsorption และ Adsolubilization มคาเพมมากขนจะมแนวโนมทท าใหเกดฟลมโพลไอโซพรนมากขนตามไปดวย 4.4.3 ผลของการพสจนการมอยของฟลมพอลไอโซพรนบนพนผวของซลกา โดยใชเครองวเคราะหองคประกอบดวยยว (UV-Spectroscope) 4.4.3.1 ผลของการพสจนการมอยของฟลมพอลไอโซพรนบนผวซลกาทเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ตางกน

76

ภาพท 4-28 แสดงผลการทดสอบซลกาทท าการปรบผวทเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ตางกน จากการทดสอบดวยเครองวเคราะหยว ผลทไดจะเหนไดวาซลกาทปรบปรงผวทเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ตางๆแสดงใหเหนวามฟลมของพอลไอโซพรนอยจรง เนองจากวามคาดดกลนแสงในชวง 240-246 nm

77

บทท 5 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการทดลอง การทดลองโดยใชน าเพยงอยางเดยวและการทดลองทใชน ากบซลกาซงถอวาประสบความส าเรจในการออกแบบและสรางชดปฏบตการ เนองจากสามารถท างานไดอยางตอเนอง(CSTR) โดยทสามารถท าอณหภมไดตามทตองการและมซลกาตกคางอยในทอนอยมากซงการทซลกาจะตกคางหรอไมขนอยกบการปรบอตราการไหลของตวปมซงในการทดลองครงนการปรบอตราการไหลควรทจะปรบอตราการไหลใหมากกวา0.067 (L/Min) การทดลองครงนประสบความส าเรจในการปรบปรงผวซลกาดวยกระบวนการแอดไมเซลลารพอลเมอไรเซชนในระบบถงปฏกรณแบบตอเนอง ซงจากการทดลองไดศกษาการเกดฟลมพอลไอโซพรนทอณหภมในการท าปฏกรยาคอ 80องศาเซลเซยส และ เวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilizationทตางกบคอ 120,180, 240, 300, 360 นาท ผลการทดสอบซงอาศยคณลกษณะความไมชอบน าชใหเหนวาการท าปฏกรยาพอลเมอไรเซชนทใชเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ท 360 นาทจะท าใหเกดฟลมพอลไอโซพรนไดดทสด(ลอยน าดทสด) รองลงมาเปนท 300, 240, 180นาท (ลอยน าไดดรองลงมา) และท120นาทจะเกดฟลมไดนอยทสด (ลอยน าไดแยทสด) ผลการทดสอบดวยวธการเผาแสดงใหเหนวาเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilizationท 360 นาท มการเกดฟลมโพลไอโซพนมากทสดและทเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ท 180 และ 240 นาท มการเกดฟลมโพลไอโซพนใกลเคยงกนแตปรมาณฟลมโพลไอโซพนทเกดจะนอยกวาเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ท 360 นาทอยางเหนไดชด จากการทดสอบดวยเครองวเคราะหยว ผลทไดจะเหนไดวาซลกาทปรบปรงผวทเวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization ตางๆแสดงใหเหนวามฟลมของพอลไอโซพรนอยจรง เนองจากวามคาดดกลนแสงในชวง 240-246 nm แตยงไมสามารถสรปไดวา เวลาในการท าปฏกรยา Adsorption และ Adsolubilization มผลท าใหเกดปรมาณฟลมโพลไอโซพนมากขนเหมอนกบการทดสอบดวยวธการเผา เนองจาก สารผลตภณฑทไดจากการท างานของชดทดสอบ 1 ครงจะไดผลตภณฑ 500 กรม แตการทดสอบดวยเครองวเคราะห UV จะสมมาเพยง 1 กรม และ

78

อกปจจยหนง คอการอบไลความชนกอนการน าผลตภณฑไปทดสอบอาจไลความชนออกไมหมด รวมไปถงในขนตอนการลางสารลดแรงตงผวทอาจท าการลางออกไมหมด

5.2 ขอเสนอแนะ 5.2.1 ในการทดลองมการใชมอนอเมอรซงระเหยไดงายท าใหมการสญเสยระหวางการทดลองสงผลใหการเกดฟลมพอลเมอรไมสมบรณ ควรหาวธการทดมาปองกนการระเหยและรวซมของมอนอเมอร 5.2.2 ทอล าเลยงในระบบควรมขนาดเลกเนองจากอตราการไหลทใชต า เพอปองกนการตกตะกอนของซลกาภายในทอ 5.2.- การเลอกใชมอเตอรควรเลอกใชมอเตอรทสามารถใชงานไดในระยะเวลาทนานและมอเตอรควรเปนแบบทไมเปนสนม 5.2. 4 ควรด าเนนการตอในการออกแบบขนตอนการลางเพอใหชดทดสอบสามารถเกดปฏกรยาแอดไมเซลลารพอลเมอไรเซชนไดอยางสมบรณ

79

ภาคผนวก ก

ขอมลความปลอดภยเคมภณฑ (MSDS)

80

Isoprene ชอเคม IUPAC: 3-Methyl-1 , 3-butadiene ชอเคมทวไป Isoprene ชอพองอนๆ 2-Methyl-1,3-butadiene; Beta-methylbivinyl; 2-Methylbutadiene;

Isopentadiene; Methyl bivinyl; Hemiterpene; 2-Methylbuta-1,3-diene; Isoprene, stabilized with 100 ppm 4-tert-butylcatechol

สตรโมเลกล สตรโครงสราง คณสมบตทางกายภาพและเคม (Physical and Chemical Properties) สถานะ ของเหลว ส ไมมส กลน เฉพาะตว นน.โมเลกล 68.10 จดเดอด(0ซ.) 34 จดหลอมเหลว/จดเยอกแขง(0ซ.) -146 ความถวงจ าเพาะ(น า=1) 0.7 ความหนาแนนไอ(อากาศ=1) 2.35 อนตรายตอสขภาพอนามย (Health Effect) สมผสทางหายใจ การหายใจเขาไปจะท าใหเจบคอ , ไอ , เวยนศรษะ , งวงนอน สมผสทางผวหนง การสมผสถกผวหนง จะท าใหผวหนงเปนผนแดง กนหรอกลนเขาไป การกลนหรอกนเขาไปจะท าใหเจบคอ ปวดทอง สมผสถกตา การสมผสถกตาจะท าใหตาแดง ปวดแสบปวดรอน การกอมะเรง ความผดปกต,อน ๆ ผลเฉยบพลนจะระคายเคองตา ผวหนง และการเดน

หายใจ มผลตอระบบประสาท อาจจะท าใหหมดสต สารนมผลเปนสารเสพตด

81

ความคงตวและการเกดปฏกรยา (Stability and Reaction) - สารทเขากนไมได : สารรดวซ , สารออกซไดส , กรดซลฟรก , กรดไนตรก , กรดคลอโรซลไฟนกและกรดอะซตก - สภาวะทควรหลกเลยง : สารทเขาไมได , เปลวไฟ , ประกายไฟ - สารนสามารถท าลายโครงสรางของพลาสตกบางชนดได - อนตรายจากการเกดปฏกรยาพอลเมอร : การสมผสกบความรอนหรอสารเปอรออกไซดท าใหเกดปฏกรยาพอลเมอรขนได การเกบรกษา/สถานทเกบ/เคลอนยาย/ขนสง (Storage and Handling) - เกบในภาชนะบรรจทปดมดชด - เกบในบรเวณทเยนและแหง - เกบในบรเวณทปองกนไฟได - เกบหางจากสารออกซไดซ, กรดเขมขน - ควรเตมสารยบยงการเกดปฏกรยาในระหวางทเกบรกษาสารน การก าจดกรณรวไหล (Leak and Spill) - วธการปฏบตในกรณเกดการหกรวไหล - ใหดดซบสวนทหกรวไหลดวย ทรายหรอวสดดดซบอนๆ ทเฉอย - เกบสวนทหกรวไหลในภาชนะบรรจทปดมดชดเพอน าไปก าจด - ใหสวมใสอปกรณปองกนอนตรายทเหมาะสม - การพจารณาการก าจด : ปฏบตใหเปนไปตามกฎระเบยบททางราชการก าหนด การปฐมพยาบาล (First Aid) หายใจเขาไป ถาหายใจเขาไปใหเคลอนยายผปวยออกสบรเวณทมอากาศบรสทธ ถา

ผปวยหยดหายใจใหชวยผายปอด ถาหายใจตดขดใหออกซเจนชวย น าสงไปพบแพทย

กนหรอกลนเขาไป ถากลนหรอกนเขาไป ใหผปวยบวนลางปากดวยน า น าสงไปพบแพทย สมผสถกผวหนง ถาสมผสถกผวหนง ใหฉดลางผดหนงทนทดวยน าปรมาณมากอยางนอย

15 นาท พรอมถอดเสอผาและรองเทาทปนเปอนสารเคมออก

82

สมผสถกตา ถาสมผสถกตา ใหฉดลางตาทนทดวยน าปรมาณมาก ๆ อยางนอย 15 นาท น าสงไปพบแพทย

ผลกระทบตอสงแวดลอม (Environmental Impacts) - หามทงลงสแหลงน า น าเสย หรอดน - ไมกอใหเกดผลกระทบตอระบบนเวศน หากมการใชและจดการกบผลตภณฑอยางเหมาะสม Ethanol ชอเคมทวไป Ethyl Alcohol ชอพองอนๆ Anhydrol; Alcohol; Methylcarbinol; Denatured alcohol; Ethyl hydrate;

Ethyl hydroxide; Algrain; Cologne spirit; Fermentation alcohol; Grain alcohol; Jaysol; Jaysol s; Molasses alcohol; Potato alcohol; Spirit; Spirits of wine; Tecsol; Alcohol dehydrated; Ethanol 200 proof; Cologne spirits (alcohol); Sd alcohol 23-hydrogen; Synasol; Ethanol absolute

สตรโมเลกล

สตรโครงสราง คณสมบตทางกายภาพและเคม (Physical and Chemical Properties) สถานะ ของเหลว ส ใส ไมมส กลน เฉพาะตว นน.โมเลกล 46.07 จดเดอด(0ซ.) 78 จดหลอมเหลว/จดเยอกแขง(0ซ.) -114 ความถวงจ าเพาะ(น า=1) 0.789 ความหนาแนนไอ(อากาศ=1) 1.

83

อนตรายตอสขภาพอนามย (Health Effect) สมผสทางหายใจ การหายใจเขาไปท าใหเกดการระคายเคองตอระบบทางเดนหายใจ ท าให

เกดอาการ ปวดศรษะ เวยนศรษะ ไอ เซองซม และเกดโรคน าทวมปอด สมผสทางผวหนง การสมผสถกผวหนง ท าใหเกดการระคายเคอง แสบไหม ผนแดง สารน

ดดซมผานผวหนง กนหรอกลนเขาไป การกลนหรอกนเขาไป ท าใหเกดการระคายเคอง ท าใหเกดอาการปวด

ศรษะ วงเวยนศรษะ และมอาการเซองซม สมผสถกตา การสมผสถกตาท าใหเกดการระคายเคองท าใหตาแดง และปวดตาได ความคงตวและการเกดปฏกรยา (Stability and Reaction) - ความคงตว สารนปกตจะเสถยร - สารทเขากนไมได : สารออกซไดซอยางแรง โพแทสเซยมไดออกไซด โบรมน เพนตะฟลออไรด เปอรออกไซด กรด กรดคลอไรด กรดแอนไฮไดรส โลหะอลคาไลน แอมโมเนย แพทตนม โซเดยม อะเซทลคลอไรด - สภาวะทควรหลกเลยง ประกายไฟ เปลวไฟ แหลงความรอน หรอแหลงอนๆ ทสามารถท าใหเกดการจดตดไฟได - อนตรายตอการปฏกรยาพอลเมอร ไมเกดขน การเกบรกษา/สถานทเกบ/เคลอนยาย/ขนสง (Storage and Handling) - เกบในภาชนะทบรรจ ทปดฝามดชด - เกบหางจากแหลงจดตดไฟ - ชอทางการขนสง Etharol หรอ สารละลาย Ethanol - ประเภทอนตราย 3 ( ของเหลวไวไฟ ) - ประเภทของการบรรจหบหอ กลม II หรอ III - ใหดดซบสวนทหกรวไหลดวยวสดดดซบของเหลว เชน เคมซอบ - เกบสวนทหกรวไหลในภาชนะบรรจทปดมดชดเพอน าไปก าจด - ใหสวมใสอปกรณปองกนอนตรายทเหมาะสม - การพจารณาการก าจด : ปฏบตใหเปนไปตามกฎระเบยบททางราชการก าหนด การปฐมพยาบาล (First Aid)

84

หายใจเขาไป ถาหายใจเขาไปใหเคลอนยายผปวยออกสบรเวณทมอากาศบรสทธ ถาผปวยหยดหายใจใหชวยผายปอด ถาหายใจตดขดใหออกซเจนชวย น าสงไปพบแพทย

กนหรอกลนเขาไป ถากลนหรอกนเขาไป น าสงไปพบแพทยโดยทนท สมผสถกผวหนง ถาสมผสถกผวหนง ใหฉดลางผวหนงทนทดวยน าปรมาณมากอยางนอย

15 นาท พรอมถอดเสอผาและรองเทาทปนเปอนสารเคมออกและน าสงแพทยอยางรวดเรว

สมผสถกตา ถาสมผสถกตาใหฉดลางตาทนทดวยน าปรมาณมากอยางนอย 15 นาท ผลกระทบตอสงแวดลอม (Environmental Impacts)

จะไมกอใหเกดผลตอระบบนเวศน หากมการใชและจดการกบสารอยางเหมาะสม Sodium hydroxide ชอพองอนๆ Caustic soda ; Lye; Sodium hydrate; Soda lye; White Caustic; Lye,

caustic; Augus Hot Rod; สตรโมเลกล สตรโครงสราง คณสมบตทางกายภาพและเคม (Physical and Chemical Properties) สถานะ ของแขง ส ขาว กลน ไมมกลน นน.โมเลกล 40 จดเดอด(0ซ.) 1390 จดหลอมเหลว/จดเยอกแขง(0ซ.) 318 ความถวงจ าเพาะ(น า=1) 2.13 ความหนาแนนไอ(อากาศ=1) >1.4 อนตรายตอสขภาพอนามย (Health Effect)

85

สมผสทางหายใจ การหายใจเขาไปจะกอใหเกดการระคายเคอง และท าใหเกดการท าลายตอทางเดนหายใจสวนบน ท าใหเกดอาการจาม ปวดคอ หรอน ามกไหล ปอดอกเสบอยางรนแรง หายใจตดขด หายใจถรว

สมผสทางผวหนง การสมผสถกผวหนง จะกอใหเกดการระคายเคองรนแรง เปนแผลไหม และเกดเปนแผลพพองได

กนหรอกลนเขาไป การกลนหรอกนเขาไป ท าใหแสบไหมบรเวณปาก คอ กระเพาะอาหาร ท าใหเปนแผลเปน เลอดออกในกระเพาะอาหาร อาเจยน ทองรวง ความดนเลอดลดต าลง อาจท าใหเสยชวต

สมผสถกตา การสมผสถกตา จะมฤทธกดกรอน ท าใหเกดการระคายเคองรนแรง เปนแผลแสบไหม อาจท าใหมองไมเหนถงขนตาบอดได

การกอมะเรง ความผดปกต,อน ๆ การสมผสสารตดตอกนเปนเวลานาน จะท าใหเกดการท าลายเนอเยอ สารนมฤทธกดกรอนเนอเยอ

ความคงตวและการเกดปฏกรยา (Stability and Reaction) - ความคงตวทางเคม : สารนมความเสถยรภายใตสภาวะปกตของการใชและการเกบ - สารทเขากนไมได : น า, กรด, ของเหลวไวไฟ, สารประกอบอนทรยของฮาโลเจน โดยเฉพาะไตรคลอโรเอทลน ซงอาจกอใหเกดไฟหรอการระเบด การสมผสไนโตรมเทนและสารประกอบไนโตรท าใหเกดเกลอทไวตอการกระแทก

- สภาวะทควรหลกเลยง : ความชน, ฝน และสารทเขากนไมได - สารเคมอนตรายทเกดจากการสลายตว : โซเดยมออกไซด การท าปฏกรยากบโลหะเกดกาซไฮโดรเจนทไวไฟ

- สารนผสมความชนในอากาศและท าปฏกรยากบคารบอนไดออกไซดในอากาศเปนสารโซเดยมคารบอเนต

- สารนมฤทธเปนเบสเขมขน - อนตรายจากการเกดปฏกรยาพอลเมอร : จะไมเกดขน

86

การเกบรกษา/สถานทเกบ/เคลอนยาย/ขนสง (Storage and Handling) - เกบในภาชนะบรรจทปดมดชด ปองกนการเสยหายทางกายภาพ - เกบในบรเวณทเยนและแหง - เกบในบรเวณทมการระบายอากาศเพยงพอ - เกบหางจากความรอน, ความชน, สารทเขากนไมได - เกบหางจากอะลมเนยม, แมกนเซยม - ภาชนะบรรจของสารทเปนถงเปลา แตมกากสารเคมตกคางอย เชน ฝน ของแขง อาจเปนอนตรายได

- อยาผสมสารนกบกรดหรอสารอนทรย - ใหสงเกตค าเตอนและขอควรระวงทงหมดทใหไวส าหรบสารน - ชอในการขนสง : Sodium Hydroxide - รหส UN : 1832 - ประเภทอนตราย : 8 - ประเภทบรรจหบหอ : กลม II - รายงานขอมลส าหรบผลตภณฑ/ขนาด : 300 ปอนด การก าจดกรณรวไหล (Leak and Spill) - วธการปฏบตในกรณเกดการหกรวไหล ระบายอากาศบรเวณสารหกรวไหล - ปองกนบคคลเขาไปในบรเวณสารรวไหล - ใหสวมใสอปกรณปองกนอนตรายสวนบคคลทเหมาะสม - ใหดดซบสวนทหกรวไหลดวยทราย, แรเวอรมควไลต หรอวสดดดซบอน - เกบสวนทหกรวไหลในภาชนะบรรจทปดมดชดเพอน าไปก าจด โดยวธไมท าใหเกดฝน - ปองกนไมใหสารเคมทหกรวไหล ไหลลงสทอระบายน า แมน า และแหลงน าอน ๆ - สารทหลงเหลออย สามารถท าใหเจอจางดวยน าหรอท าใหเปนกลางดวยกรด เชน อะซตก , ไฮโดรคลอรก, ซลฟรก

- การพจารณาการก าจด : ปฎบตใหเปนไปตามกฎระเบยบททางราชการก าหนด

87

การปฐมพยาบาล (First Aid) หายใจเขาไป ถาหายใจเขาไป ใหเคลอนยายผปวยออกสบรเวณทมอากาศบรสทธ ถา

ผปวยหยดหายใจใหชวยผายปอด ถาหายใจล าบากใหออกซเจนชวย น าสงไปพบแพทย

กนหรอกลนเขาไป ถากลนหรอกนเขาไป อยากระตนใหเกดการอาเจยน ใหดมน าหรอนมปรมาณมากๆ หามไมใหสงใดเขาปากผปวยทหมดสต น าสงไปพบแพทย

สมผสถกผวหนง ถาสมผสถกผวหนง ใหฉดลางผวหนงทนทดวยน าปรมาณมากอยางนอย 15 นาท พรอมถอดเสอผาและรองเทาทปนเปอนสารเคมออก น าสงไปพบแพทยทนท ซกท าความสะอาดเสอผาและรองเทากอนน ากลบมาใชไหม

สมผสถกตา ถาสมผสถกตา ใหฉดลางตาโดยทนทดวยน าปรมาณมากๆอยางนอย 15 นาท พรอมกระพรบตาถๆ น าสงไปพบแพทยทนท

ผลกระทบตอสงแวดลอม (Environmental Impacts) - หามทงลงสแหลงน า น าเสย หรอดน - สารนไมสามารถยอยสลายไดทางชวภาพ - สารนเปนพษตอปลาก และแพลงคตอน ซงสงผลเปนอนตรายเนองจากเปลยนแปลงพเอช อาจท า ใหปลาตายได

Tetrahydrofuran ชอพองอนๆ THF; 1,4-Epoxybutane; Butylene oxide; Cyclotetramethylene;

Tetramethylene oxide; Oxacyclopentane; Cyclotetramethylene oxide; Furanidine; Hydrofuran

สตรโมเลกล สตรโครงสราง

88

คณสมบตทางกายภาพและเคม (Physical and Chemical Properties) สถานะ ของเหลว ส ไมมส กลน กลนคลายอเธอร นน.โมเลกล 72.11 จดเดอด(0ซ.) 65 จดหลอมเหลว/จดเยอกแขง(0ซ.) -108.5 อนตรายตอสขภาพอนามย (Health Effect) สมผสทางหายใจ การหายใจเขาไป : จะท าใหระคายเคองตอระบบทางเดนหายใจ ท าให

หมดความรสก ปวดศรษะ ไอ เจบคอ วงเวยนศรษะ ท าลายระบบประสาท ระบบเดนหายใจ ตบ และไต

สมผสทางผวหนง การสมผสถกผวหนง จะท าใหเกดอาการระคายเคอง เกดผนแดงและเจบปวด

กนหรอกลนเขาไป การกนหรอการกลนเขาไป จะท าใหระคายเคองระบบทางเดนอาหาร ปวดศรษะ มอาการคลนเหยนอาเจยน อาเจยน อาการเวยนศรษะ เจบคอและปวดทอง

สมผสถกตา การสมผสถกตาจะกอใหเกดการระคายเคองตอตา ท าใหตาแดงและปวดตาได

การกอมะเรง ความผดปกต,อน ๆ สารนไมไดอยในบญชรายชอสารกอมะเรงของ IARC, NTP, OSHA อาการเรอรง : ตบและไตถกท าลาย

ความคงตวและการเกดปฏกรยา (Stability and Reaction) - ความคงตว : สารนมความเสถยร - สารทควรหลกเลยง : สารออกซไดซ อลมเนยมไฮดราย สารกดกรอนอยางแรง ลเธยมอลมนมไฮดราย

- สภาวะทควรหลกเลยง : ความรอน การสมผสกบแหลงประกายไฟ การระเหยจนแหง หรอใกลทจะแหง

- สารอนตรายทเกดจากการสลายตว : คารบอนไดออกไซด (Cox) - อนตรายจากการเกดปฏกรยาพอลเมอร : จะไมเกดขน

89

การเกบรกษา/สถานทเกบ/เคลอนยาย/ขนสง (Storage and Handling) - เกบในภาชนะทปดมดชด - เกบในบรเวณทเยน แหง และมการระบายอากาศเพยงพอ - เกบหางจากแหลงจดตดไฟและสารออกซไดซและเกบโดยการเตมตวยบยง - ใหใชอปกรณไฟฟาและระบบแสงสวางทปองกนการระเบด และไมกอใหเกดประกายไฟ - เกบในบรเวณทปองกนไฟ - ตรวจสอบสารเปอรออกไซดใหเรยบรอยกอนทจะเกดความรอนกบสารเคม - อยาใหสารเคมเขาตา ผวหนง หรอบนเสอผา - อยาหายใจเอาไอระเหยเขาไป - ชอทางการขนสง : Tetrahydrofuran - รหสหมายเลข : UN 2056 การก าจดกรณรวไหล (Leak and Spill) - วธการปฏบตในกรณเกดการหกรวไหล ใหอพยพคนทไมเกยวของทงหมดออกจากพนท - สวมใสอปกรณปองกนอนตรายใหเหมาะสม - ขจดแหลงจดตดไฟใด ๆ จนกระทงพนทนนปลอดภยจากการระเบดหรออนตรายจากอคคภย - เกบสวนทหกรวไหลและแยกออกจากแหลงสารเคมนนสามารถท าไดโดยปราศจากความเสยงอนตราย

- เกบสวนทหกรวไหลในภาชนะบรรจทปดมดชดเพอน าไปก าจด - ระบายอากาศและลางบรเวณทสารหกรวไหลหลงจากเกบกวาดสารเคมแลว การปฐมพยาบาล (First Aid) หายใจเขาไป ถาหายใจเขาไป ใหเคลอนยายผปวยออกไปททมอากาศบรสทธ ใหชวยผายปอดถาผปวยหยดหายใจ ถาหายใจตดขดใหออกซเจนชวย น าสงไปพบแพทย กนหรอกลนเขาไป ถากนหรอการกลนเขาไป : อยากระตนท าใหผปวยเกดการอาเจยน ถาผปวย ยงมสตอยใหดมน าปรมาณมากๆ และใหอยในความดแลของแพทย สมผสถกผวหนง ถาสมผสถกผวหนง ใหฉดลางอยางทวถงทนทดวยน าปรมาณมาก ๆ สมผสถกตา ถาสมผสถกตาใหฉดลางทนทโดยใหน าไหลผานอยางนอย 15 นาท ผลกระทบตอสงแวดลอม (Environmental Impacts) ผลกระทบตอระบบนเวศน : เปนพษตอสงมชวตในน า ความเปนพษตอปลา

90

ภาคผนวก ข

ราคาอปกรณตางๆ ในระบบ

91

ราคาอปกรณตางๆ ของชดทดสอบ

-ถงสแตนเลส 3 ถง 17000 บาท -ฮทเตอรรดทอ 700 บาท -ใบกวนสแตนเลส 2 ชน 1200 บาท -ฉนวนกนความรอน 300 บาท -โครงเหลก 4000 บาท -Temperature Controller 1950 บาท -Thermocouple 480 บาท -มอเตอรเกยร 12 v 400 rpm 3 ตว 2250 บาท -อแดปเตอร 12 v 200 บาท -มอเตอรเกยร 12 v 400 rpm 3 ตว 2250 บาท -ตควบคมการท างาน 2000 บาท

92

ภาคผนวก ค

คณสมบตของวสดทน ามาใชในการสรางชดทดสอบ

93

เหลกกลาไรสนม (Stainless Steel)

โดยแรกเรมเหลกกลาไรสนม ( Stainless Steel) นน ไดถกพฒนาเพอน ามาผลตเครองใช

บนโตะอาหาร ในเวลาตอมาไดมการ แพรขยายอยางกวางขวางครอบคลมจนถงชนดและคณสมบต หรอเกรดของเหลกทน ามาใชในอตสาหกรรมการผลต ซงโดยสวนใหญ จะเนนในเรองคณสมบตของความอดทนตอการกดกรอน และปฏกรยาเคมทเกดจาก การรวมตวของออกซเจนกบสารอนอนเนองมาจากการใชงาน หรอ สภาพแวดลอมทแตกตางกน เหลกกลาไรสนมจ าเปนทสดตองมสวนผสมของปรมาณคารบอนต า มโครเมยมเปนสวนผสมเหลก 10% ของน าหนก โดยรวมหรอมากกวาการเพมโครเมยมเขาไปเปนลกษณะเฉพาะของเหลกกลาไรสนม ท าใหมคณสมบตตานทานการกดกรอนทด ซงเปนคณสมบตทส าคญทสดของเหลกกลาไรสนม การท า ใหเหลกกลาไรสนมมความตานทานการกดกรอนพรอมกบเพม คณสมบตอนๆ เชน การคงรป ความแขงแรงทนทาน อนเปน คณสมบตพนฐานของเหลกกลาไรสนมนน สามารถปรบปรงไดโดยการเพมสวนผสมของโครเมยมและเพมธาตอนๆเชน โมลบดนม นกเกล และไนโตรเจน หลงจากนนเรากจะไดเหลกกลาไรสนมทมคณสมบตตาม ทกลาวมาดงขางตนสงขนตาม ทตองการ

94

คณสมบตตางๆ ของเหลกกลาไรสนม 1.ตารางมาตรฐานสากลของเหลกกลาไรสนม 2.คณสมบตเชงกล

95

3.คณสมบตทางกายภาพ

Remark : The welding method marked with ● not in ( ) are to be preferred 1= Shielded arc welding; MIG-welding; WIG-welding (Argonarc) 2= Arc welding 3= Resistance welding 4= Autogenous welding

Austenitic steel can be slightly magnetizable when quenched. Their magnetizability can increased with increased cold

96

ภาคผนวก ง

ตวอยางการค านวณผลการทดลอง

97

การค านวณรอยละของน าหนกทหายไป (% Weight Loss)

%นน.ทหายไป = [(นน.ซลกากอนเผา – นน.ซลกาหลงเผา) / นน.ซลกากอนเผา]×100 ท 120 นาท % น าหนกทหายไป = [(3.1195-1.5105) /3.1195] ×100

% น าหนกทหายไป = 51.57

ท 180 นาท % น าหนกทหายไป = [(3.6785-1.9455) / 3.6785] ×100 % น าหนกทหายไป = 47.11

ท 240 นาท % น าหนกทหายไป = [(3.1085-1.6095) / 3.1085] ×100 % น าหนกทหายไป = 48.22

ท 300 นาท % น าหนกทหายไป = [(2.8035-1.4) / 2.8035] ×100

% น าหนกทหายไป = 50.04

ท 360 นาท % น าหนกทหายไป = [(2.7425-1.1455) / 2.7425] ×100 % น าหนกทหายไป = 58.23

เวลาทอยในถงเตรยม (นาท)

น าหนกซลกากอนเผา

(g)

น าหนกซลกาหลงเผา (g)

% ของน าหนกทหายไป

120 3.1195 1.5105 51.57 180 3.6785 1.9455 47.11 240 3.1085 1.6095 48.22 300 2.8035 1.4 50.04 360 2.7425 1.1455 58.23

98